Welke kleur hadden de dinosaurussen? Als je een beeld in je hoofd hebt, nieuwe studies suggereren dat je het misschien moet herzien. Nieuw fossielonderzoek suggereert ook dat pigmentproducerende structuren verder gaan dan hoe de dinosauriërs eruit zagen en mogelijk ook een fundamentele rol in hun lichaam hebben gespeeld.

De laatste bevindingen hebben ook de weg vrijgemaakt voor een nauwkeurigere reconstructie van de interne anatomie van uitgestorven dieren, en inzicht in de oorsprong van kenmerken zoals veren en vlucht.

Veel hiervan komt voort uit onderzoek naar melanine, een pigment dat wordt aangetroffen in structuren die melanosomen in cellen worden genoemd en dat uiterlijke kenmerken geeft, waaronder haar, veerkracht, huid en ogen hun kleur - en die, het blijkt nu, is ook overvloedig aanwezig in de lichamen van dieren.

"We hebben het gevonden op plaatsen waar we niet dachten dat het bestond, " zei dr. Maria McNamara, een paleobioloog aan het University College Cork in Ierland. "We hebben melanosomen in de longen gevonden, het hart, lever, milt, bindweefsel, nieren... Ze zijn vrijwel overal."

De ontdekkingen in het nieuwste onderzoek van haar team, gepubliceerd medio augustus, werden gemaakt met behulp van geavanceerde microscopie- en synchrotron-röntgentechnieken, die de energie van snel bewegende elektronen benutten om fossielen tot in het kleinste detail te onderzoeken.

Met behulp van deze, de onderzoekers ontdekten dat melanine wijdverspreid was in de interne organen van zowel moderne als fossiele amfibieën, reptielen, vogels en zoogdieren - als vervolg op een bevinding die ze vorig jaar deden dat melanosomen in het lichaam van bestaande en fossiele kikkers in feite veel groter waren dan die die extern werden gevonden.

Bovendien, ze waren verrast toen ze ontdekten dat de chemische samenstelling en vorm van de melanosomen per orgaantype varieerde, wat opwindende mogelijkheden bood om ze te gebruiken om de zachte weefsels van oude dieren in kaart te brengen.

Ondergeschikt

Deze studies hebben ook verdere implicaties. Voor een, de bevinding dat melanosomen zo gewoon zijn in het lichaam van dieren, kan ons begrip van de functie van melanine veranderen, zegt dr. McNamara. "Er is het potentieel dat melanine helemaal niet is geëvolueerd voor kleur, " zei ze. "Die rol kan eigenlijk ondergeschikt zijn aan veel belangrijkere fysiologische functies."

Haar onderzoek geeft aan dat het een belangrijke rol kan spelen bij homeostase, of regulering van de interne chemische en fysieke toestand van het lichaam, en de balans van zijn metalen elementen.

"Een grote vraag is nu of dit van toepassing is op de eerste, meest primitieve gewervelde dieren?" zei Dr. McNamara. "Kunnen we hiervoor fossiel bewijs vinden? Welke functie van melanine is evolutionair primitief:kleurproductie of homeostase?"

Tegelijkertijd, de bevindingen impliceren dat we misschien ons begrip van de kleuren van oude dieren moeten herzien. Dat komt omdat fossiele melanosomen waarvan eerder werd aangenomen dat ze externe tinten vertegenwoordigen, in feite van interne weefsels kunnen zijn. vooral als het fossiel in de loop van de tijd is verstoord.

Dr. McNamara zegt dat haar onderzoek ook heeft aangetoond dat melanosomen in de loop van miljoenen jaren van vorm kunnen veranderen en krimpen. mogelijk van invloed zijn op kleurreconstructies.

Wat het beeld verder compliceert, is dat dieren extra niet-melaninepigmenten bevatten, zoals carotenoïden en wat bekend staat als structurele kleur, die pas onlangs in fossielen werd geïdentificeerd. in 2016, een onderzoek door het team van Dr. McNamara op de huid van een 10 miljoen jaar oude slang wees uit dat deze in bepaalde gemineraliseerde overblijfselen konden worden bewaard.

"Deze hebben het potentieel om alle aspecten van het kleurproducerende gamma van gewervelde dieren te behouden, " zei dr. McNamara.

Ze hoopt dat deze bevindingen en technieken ons in de loop van de tijd zullen helpen om de kleuren van oude organismen veel nauwkeuriger te interpreteren, hoewel in deze vroege dagen, ze heeft geen voorbeelden van dieren waarvoor dit al veranderd is.

Diepe tijd

Veel van de belangrijke stappen op dit gebied zijn voortgekomen uit een project dat Dr. McNamara leidt, genaamd ANICOLEVO, die tot doel hadden de evolutie van kleur bij dieren over een diepe tijd - of honderden miljoenen jaren - te onderzoeken.

Het uitgangspunt van het project was dat eerdere kleurstudies bij dieren grotendeels geen diepgaande fossiele analyse hadden, een aanzienlijke leemte achterlaten door wat we weten over kleur voornamelijk te baseren op moderne organismen.

Maar het heeft sindsdien geleid tot een nog breder onderzoek. Dr. McNamara zegt dat het nieuwe hints geeft over de soorten biologische structuren en processen die essentieel zijn om te overleven in terrestrische en aquatische omgevingen. "Het lijkt erop dat we veel breder kunnen kijken, spannende vragen over wat het betekent om een ​​dier te zijn, " ze zei.

Een deel van haar onderzoek naar twee fossielen die in China zijn gevonden, toonde zelfs aan dat vliegende reptielen, bekend als pterosauriërs, veren hadden, mogelijk de evolutie van deze structuren nog eens 80 miljoen jaar terug te brengen tot 250 miljoen jaar geleden. De fossielen bevatten bewaarde melanosomen met verschillende vormen en maten, een van de veelbetekenende tekenen van veren.

"We konden voor het eerst laten zien dat niet alleen dinosaurussen gevederd waren, maar een geheel andere groep dieren, de pterosauriërs, had ook veren, " zei dr. McNamara.

Een ander project waar ze aan werkte, genaamd FOSSIELE KLEUR, vergeleek de chemie van kleurpatronen tussen fossiele en moderne insecten. Opnieuw, zegt dr. McNamara, deze sluiten niet helemaal op elkaar aan.

"Het is al duidelijk dat het fossilisatieproces de chemie enigszins heeft veranderd, dus we doen experimenten om deze veranderingen te begrijpen."

Wat duidelijk is, is dat er nog veel te ontdekken valt over kleur. "We bevinden ons nog maar op het topje van de ijsberg als het gaat om onderzoek naar fossiele kleuren. " zei dr. McNamara.

Thermoregulatie

Andere onderzoekers zijn het erover eens dat de kleur van dieren meer is dan op het eerste gezicht lijkt. Dr. Matthew Shawkey, een evolutiebioloog aan de Universiteit Gent in België, zei dat het onderzoeken van eigenschappen en functies die verder gaan dan het gebruik van kleur voor visuele middelen, zoals signalering en camouflage, van cruciaal belang zal zijn om de ware betekenis ervan te begrijpen.

"Bijvoorbeeld, hoe beïnvloeden kleuren de thermoregulatie? Vlucht? Dergelijke functies kunnen een aanvulling zijn op, of nog belangrijker, dan puur visuele functies, " hij zei.

Dr. Shawkey onderzoekt dergelijke vragen, met een van zijn recente studies die aantoont dat de vleugelkleur van vogels een belangrijke rol kan spelen in de vluchtefficiëntie door te leiden tot verschillende verwarmingssnelheden.

"Wat begon als een nieuwigheid in het ontcijferen van dinosauruskleuren, is uitgegroeid tot een zeer serieus veld dat de oorsprong van belangrijke pigmentsystemen bestudeert, hoe de evolutie van kleurrijke structuren kan hebben bijgedragen tot grote evolutionaire overgangen zoals de oorsprong van de vlucht, en hoe kleur gerelateerd is aan ecologie en seksuele selectie, " zei Dr. Steve Brusatte, een paleontoloog van gewervelde dieren en evolutionair bioloog aan de Universiteit van Edinburgh, VK.

uiteindelijk, we kunnen misschien meer te weten komen over kleur dan ooit voor mogelijk werd gehouden. "Toen ik opgroeide, zoveel van de dinosaurusboeken die ik op school las, zeiden dat we nooit zouden weten welke kleur ze waren, " zei Dr. Brusatte. "Maar zoals zo vaak het geval is in de wetenschap, het was dwaas om dit als onmogelijk te behandelen."

Hij zei dat hij opgewonden is om te zien wat er daarna komt, met het veld nog in de kinderschoenen:"Palaeontologen hebben nu een heel nieuw venster op het begrijpen van de biologie en evolutie van lang uitgestorven organismen."