1.3亿年前的鸟就拥有了鲜艳的彩虹色吗?——来自化石的证据

发布者:陆昀乔发布时间:2022-03-21浏览次数:10


大自然的五光十色是它展露的微笑”,鸟类羽毛的颜色则是其中最绚丽多彩的代表之一。鸟类羽毛的缤纷色彩主要来源于两种途径:色素色彩(也可以称为化学色彩)和结构色彩。色素色彩顾名思义来源于色素的沉淀,而结构色彩则是由于羽毛内部的特殊结构与光学作用共同产生的效果。与色素色彩相比,结构色彩可以形成更丰富的颜色,也是鸟类羽毛颜色多样性的主要来源,而其中鲜艳的彩虹色结构色彩更是在大自然中独树一帜。而这种独特颜色的出现与鸟类羽毛中一种特殊的细胞器——黑素体形态的演化息息相关。例如,蜂鸟羽毛拥有变化莫测的绚丽色彩,科学家在与其它鸟类的羽毛进行对比后发现,蜂鸟羽毛中的黑素体拥有特化的结构:不仅扁平,还是中空的。正是因为具备了这一复杂的黑素体结构,当光线照在羽毛上时,不同角度的反射就会产生闪烁的绚丽色彩。那么鸟类是从什么时候开始拥有了鲜艳的彩虹色羽毛呢?

回答这样的问题,人们首先想到的应当是在羽毛化石中寻找偏平的黑素体、中空的黑素体、或者既偏平又中空的黑素体,了解它们在羽毛演化中首次出现的时间。其中扁平的黑素体,目前最早出现在侏罗纪的巨嵴彩虹龙的羽毛中,但中空结构的黑素体一直未在化石中发现。

近期,《国家科学评论》(National Science Review)在线发表了南京大学泮燕红教授、赵涛博士,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所李志恒副研究员、王敏研究员和临沂大学王孝理教授、郑晓廷教授等对一件1.3亿年前的始孔子鸟标本的羽毛化石的最新研究结果。他们通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察,并结合模拟埋藏实验,首次在这件标本的头部的羽毛中找到了中空结构的黑素体。

这项研究表明早在1.3亿年前的鸟类中就已经演化出了中空的黑素体结构,因此拥有了扩展羽毛色彩的基础,尤其是为鲜艳的彩虹色的出现奠定了基础。


1.形成彩虹色结构色彩的四种黑素体结构类型


2.始孔子鸟头部羽毛化石中的中空黑素体结构。B,比例尺1000nm; C,比例尺200nm



文章链接:https://doi.org/10.1093/nsr/nwab227