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恐龙生活在哪里?化石上的色素告诉你 | Current Biology 论文推荐

科研圈2018-02-14 19:27:59

根据生物隐蔽色的规律,结合色素的分布,研究人员推测鹦鹉嘴龙最有可能居住在光线散射的环境中,比如森林里,并据此重建了迄今为止最栩栩如生的恐龙模型。


翻译 吴倩

审阅 木槿



早白垩纪(120百万年前)的鹦鹉嘴龙,皮肤由体色保护,德国法兰克福森根堡博物馆。Credit:Jakob Vinther and Robert Nicholls



经过对一副保存完好的中国恐龙化石进行体色重建,布里斯托大学的研究者们发现,消失已久的鹦鹉嘴龙(意为“鹦鹉蜥蜴”,来源于它们鹦鹉似的喙)的腹部颜色为浅色而背部颜色较深。


这种体色模式称为反荫蔽,是现代动物中常见的保护色。


该研究最近发表在 Current Biology 上,研究人员推测鹦鹉嘴龙最有可能居住在光线散射的环境中,比如森林里,并据此重建了迄今为止最栩栩如生的恐龙模型。


地球科学和生物科学学院的 Jakob Vinther 博士说:“在德国申根堡自然历史博物馆公开展览的化石保存了清晰的反荫蔽体色,这种体色通过在身体上形成阴影,让动物在旁者眼中失去立体效果。


生物科学学院的行为生态学专家 Innes Cuthill 说:“通过重建实体大小的3D模型,我们不仅能够看到恐龙全身的颜色变化,还发现这种体色在森林环境中是极好的伪装。


反荫蔽体色很可能帮助鹦鹉龙(三角龙的早期近亲)逃避捕食者,正如我们人类一样,这些捕食者利用物体上阴影的形状判断其外形。


Vinter 博士意识到,化石羽毛上先前以为是人为痕迹或者死亡细菌的物体实际上是“黑色素体“——一种含有黑色素的微小结构,存在于很多动物的羽毛和皮肤上。


在一些保存完好的样品中,例如新研究中的鹦鹉嘴龙,,研究者们发现无需借助显微镜就可以找到黑色素的存在模式。


根据这些黑色素体的数量和分布,科学家可以推断动物的体色。


Innes 教授和他布鲁斯托的同事们也正在研究现代动物中反荫蔽体色的分布。但在被压扁了又变成化石的灭绝动物身上应用同样的原理绝不是一件容易的事情。


为了进一步研究恐龙体色的分布,他们与当地古艺术家 Bob Nicholls 合作,将化石重建为实体模型。根据他们的说法,从科学角度来讲,这是实体大小最为精确并且颜色属实的恐龙模型。


耗时数月的恐龙建模工作包括夜以继日的化石研究、骨骼数据测量、保存程度和体色模式研究,及布里斯托古生物学教授 Emily Rayfield 和 Stephan Lautenschlager 博士提供的肌肉结构。


Bob Nicholls 说:“我们的鹦鹉嘴龙模型是从内到外重建的。我们做了上千个不同的尺寸,所有的形状和大小都不同,其中很多只是部分上色。过程非常艰苦,但现在我们有了最好的鹦鹉嘴龙实际样貌的模型。


为了研究鹦鹉嘴龙的真实生活环境,Vinther 博士、BobNicholls 和Cuthill 教授还做了另外一种全灰色的模型。


他们把模型放在布里斯托植物园的白垩纪植物园区,并在开阔地带和树木下对其拍照,观察这些条件下的阴影情况。



布里斯托植物园中的鹦鹉嘴龙彩色模型


通过阴影情况和化石体色模式的比较,他们可以推测鹦鹉嘴龙的生活环境。


Vinther 博士说,“我们推测,鹦鹉嘴龙一定生活在森林里。这证实了化石的体色模式不仅可以提供灭绝动物的真实样貌,还能够为探索灭绝的生态和生境提供线索。


 “我们惊讶的看到这种体色模式为这种小型恐龙提供了非常好的伪装。”


鹦鹉嘴龙生活在早白垩纪的中国,发现它的地方还发现了很多长有羽毛的恐龙,Cuthill 教授将它形容为“怪异又可爱,脑袋的两侧都有角,尾巴上有长长的鬃毛。”


同时,沉积物中的植物化石也印证了当时的森林环境。


现在,研究人员希望探索化石中的其它伪装类型,并利用该证据解释捕食者如何感知环境,以及他们在影像进化和生物多样性方面的作用。

 

原文链接:http://phys.org/news/2016-09-dinosaurs-colour-patterns-habitat.html



论文基本信息


题目 3D Camouflage in an Ornithischian Dinosaur

作者 Jakob Vinther

DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2016.06.065 | 

期刊 Current Biology

摘要 Countershading was one of the first proposed mechanisms of camouflage . A dark dorsum and light ventrum counteract the gradient created by illumination from above, obliterating cues to 3D shape. Because the optimal countershading varies strongly with light environment  pigmentation patterns give clues to an animal’s habitat. Indeed, comparative evidence from ungulates [ 9 ] shows that interspecific variation in countershading matches predictions: in open habitats, where direct overhead sunshine dominates, a sharp dark-light color transition high up the body is evident; in closed habitats (e.g., under forest canopy), diffuse illumination dominates and a smoother dorsoventral gradation is found. We can apply this approach to extinct animals in which the preservation of fossil melanin allows reconstruction of coloration . Here we present a study of an exceptionally well-preserved specimen of Psittacosaurus sp. from the Chinese Jehol biota. This Psittacosaurus was countershadedwith a light underbelly and tail, whereas the chest was more pigmented. Other patterns resemble disruptive camouflage, whereas the chin and jugal bosses on the face appear dark. We projected the color patterns onto an anatomically accurate life-size model in order to assess their function experimentally. The patterns are compared to the predicted optimal countershading from the measured radiance patterns generated on an identical uniform gray model in direct versus diffuse illumination. These studies suggest that Psittacosaurus sp. inhabited a closed habitat such as a forest with a relatively dense canopy.

图片摘要

链接 http://www.cell.com/current-biology/abstract/S0960-9822(16)30706-0


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