作者:程唯珈 来源: 中国科学报 发布时间:2019/5/28 10:04:23 选择字号:小
中 大 新技术帮科学家观石辨色

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科学家对300万年前的鼠化石进行同步X射线扫描,发现了褐黑素的化学痕迹。
图片来源:曼彻斯特大学

新技术帮科学家观石辨色

颜色对于哺乳动物在野外生存中的进化作用是显而易见的,无论是在赤狐还是斑马身上,我们都能看到这一点。对地球上的生命来说,颜色在进化过程中扮演着重要的角色,它对已引导了进化数亿年的选择过程也同样起着重要作用。

本报讯
一直以来,用于研究化石的技术还不能很好地探索古老动物的色素沉着,这使得科学家对那些已成为化石的动物的色泽研究只能完全凭借猜测。即使有幸找到了含有少量羽毛、鳞片或皮毛的化石,这些软组织的原始颜色通常也早已消失。

科学家对300万年前的鼠化石进行同步X射线扫描,发现了褐黑素的化学痕迹。
图片来源:曼彻斯特大学

一直以来,用于研究化石的技术还不能很好地探索古老动物的色素沉着,这使得对那些已成为化石的动物的颜色研究只能完全靠猜,即使有幸找到了含有少量羽毛、鳞片或皮毛的化石,这些软组织的原始颜色通常也早已消失。

近日,英国曼彻斯特大学的研究团队采用了一项新的技术,在完整地保护好珍贵化石标本的前提下,从一块古老的老鼠化石中识别出赋予毛发红色的色素。这是科学家首次从早已灭绝的生物化石中鉴别出色素,相关研究发表在《自然通讯》上。

一直以来,用于研究化石的技术还不能很好地探索古老动物的色素沉着,这使得科学家对那些已成为化石的动物的色泽研究只能完全凭借猜测。即使有幸找到了含有少量羽毛、鳞片或皮毛的化石,这些软组织的原始颜色通常也早已消失。

而今天我们要讲的是一块非常“珍贵”的化石,这块化石中“住着”一只大约生活在300万年前的老鼠,这种老鼠所属的物种早已灭绝。之所以说它珍贵,是因为岩层几乎完好地保存了这只老鼠的整个骨架,连同它的身体、脚和尾巴上的大部分皮毛和皮肤,甚至连它那娇小的耳朵也保存了下来。

数年前,科学家已通过各种技术收集到了包括恐龙羽毛和恐龙蛋在内等化石的颜色线索。大约10年前,科学家利用高能同步加速器的X射线,识别出一种名为真黑色素的化学特征,这种色素能使皮肤、头发等组织呈现出黑色、棕色和灰色。然而,它的姐妹色素褐黑素却难以被捕捉,这种色素能使皮毛呈现出红色或粉色。

近日,英国曼彻斯特大学的研究团队采用了一项新的技术,在完整地保护好珍贵化石标本的前提下,从一块古老的老鼠化石中识别出赋予毛发红色的色素。这是科学家首次从早已灭绝的生物化石中鉴别出色素,相关研究发表在《自然通讯》上。

利用这一化石,一支由曼彻斯特大学的研究人员领导的国际研究团队采用了一项新的技术,在完整地保护好珍贵化石标本的前提下,从这块古老的老鼠化石中识别出了赋予毛发红色的色素。这是科学家首次从早已灭绝的生物化石中鉴别出色素,他们将这一重大突破发表在了最近的《自然通讯》期刊上。

曼彻斯特大学地球化学家Roy
Wogelius认为,褐黑素难以捕捉的部分原因是人们对现代组织中色素的化学成分知之甚少。在2016年发表的一篇论文中,他和同事仔细研究了现代羽毛色素中不同的微量金属,发现真黑色素含有铜,而褐黑素含有硫和锌。于是他猜想,追踪这些金属或许能在化石中发现褐黑素的踪迹。

数年前,科学家已通过各种技术收集到了包括恐龙羽毛和恐龙蛋在内等化石的颜色线索。大约10年前,科学家利用高能同步加速器的X射线,识别出一种名为真黑色素的化学特征,这种色素能使皮肤、头发等组织呈现出黑色、棕色和灰色。然而,它的姐妹色素褐黑素却难以被捕捉,这种色素能使皮毛呈现出红色或粉色。

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为了验证这一观点,科学家分析了两具不同寻常的化石,这两具化石属于一种已经灭绝的老鼠,名叫返祖鼠,其生活在300万年前的德国。它是今天存活的物种小林姬鼠的近亲,而小林姬鼠拥有红色的皮毛。研究人员认为,该鼠化石可能具有类似的颜色。果然,当他们扫描鼠化石时,发现在化石上可见毛发的区域,硫和锌有明显的重叠。

曼彻斯特大学地球化学家Roy
Wogelius认为,褐黑素难以捕捉的部分原因是人们对现代组织中色素的化学成分知之甚少。在2016年发表的一篇论文中,他和同事仔细研究了现代羽毛色素中不同的微量金属,发现真黑色素含有铜,而褐黑素含有硫和锌。于是他猜想,追踪这些金属或许能在化石中发现褐黑素的踪迹。

Phil
Manning教授是这项研究的首席古生物学家,在他看来,看似毫无生机的化石其实拥有巨大的潜力,科学家可以从中揭开许多与原始生物有关的秘密。利用这些化石,他们可以重现与这些动物的生、死有关的关键方面,甚至能推测出曾在它们被掩埋前后发生的那些能影响它们后来的保存的事件。

现在我们知道未来应该往什么方向寻找了。
Wogelius说。他相信团队能在更古老的化石中检测到相关色素特征。新的数据支持了该研究小组的说法,他们在3000万年前的蝌蚪化石中也发现了褐黑素的证据。

为了验证这一观点,科学家分析了两具不同寻常的化石,这两具化石属于一种已经灭绝的老鼠,名叫返祖鼠,其生活在300万年前的德国。它是今天存活的物种小林姬鼠的近亲,而小林姬鼠拥有红色的皮毛。研究人员认为,该鼠化石可能具有类似的颜色。果然,当他们扫描鼠化石时,发现在化石上可见毛发的区域,硫和锌有明显的重叠。

过去,科学家们通过各种技术,收集到了包括恐龙羽毛和恐龙蛋等化石的颜色线索。大约在十年前,科学家利用高能同步加速器的X射线来识别一种名为真黑色素的化学特征,这种色素能使皮肤、头发等组织呈现出黑色、棕色和灰色。真黑色素非常稳定,它们可以很好地被保存在数百万年之久的化石里。也正因如此,我们才对始祖鸟和一些原始鸟类的羽毛的明暗模式有较好的了解。

相对而言,传统的化学分析手段需要研究人员从化石中提取微小样本,这不仅破坏了化石结构,也意味着整体情况的不确定性。如果你取1平方毫米的斑马皮样本,也许能分辨出样本是黑色还是白色,但你不知道斑马长什么样。Wogelius说,而此项新技术有效规避了这一问题。

现在我们知道未来应该往什么方向寻找了。
Wogelius说。他相信团队能在更古老的化石中检测到相关色素特征。新的数据支持了该研究小组的说法,他们在3000万年前的蝌蚪化石中也发现了褐黑素的证据。

真黑色素还有一种名为褐黑素的“姐妹”色素,这种色素能使皮毛发肤呈现出红色或粉色,但它非常难以捕捉。与真黑色素相比,赋予了狐狸等许多动物红色调的褐黑素非常不稳定,它们很难在化石里被保存下来。

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