Пересмотр правил определения цвета динозавров указывает на связь между окраской и физиологией

Новое исследование, пересматривающее правила, позволяющие учёным расшифровывать цвет динозавров, также может предоставить инструмент для понимания эволюционного возникновения полёта и изменений в физиологии динозавров до его появления. Команда из Техасского университета в Остине, Университета Акрона, Китайского университета геонаук и четырёх других китайских учреждений, сравнив покровы (шерсть, кожу, протоперья и перья) современных наземных позвоночных и ископаемых образцов, обнаружила свидетельства эволюционных сдвигов во взаимосвязи между цветом и формой содержащих пигмент органелл — меланосом. Результаты опубликованы 13 февраля в журнале Nature.

Исследователи неожиданно обнаружили, что древние манирапторные динозавры, паравесы, а также современные млекопитающие и птицы уникальным образом имеют схожую эволюционную черту — разнообразие форм и размеров меланосом. Именно это разнообразие позволяет учёным определять цвет. Его наличие у этих организмов указывает на возможность получения информации о физиологии динозавров через форму и размер меланосом. Сравнение меланосом 181 современного образца, 13 ископаемых и всех ранее опубликованных данных показало, что у современных эктотермных (хладнокровных) черепах, ящериц и крокодилов форма меланосом гораздо менее разнообразна, чем у эндотермных (теплокровных) птиц и млекопитающих.

Ограниченное разнообразие форм меланосом у современных эктотермов слабо коррелирует с цветом. То же самое справедливо для ископаемых архозавров с нитевидным покровом («протоперьями» или «пикнофибрами»), у которых меланосомы имеют только сферическую форму, как у современных рептилий. Это ставит под сомнение возможность точного определения их цвета. В отличие от них, в линии динозавров, ведущей к птицам, исследователи обнаружили взрывное разнообразие форм и размеров меланосом, которое коррелирует с взрывом цветового разнообразия. Этот сдвиг произошёл резко, близко к моменту появления контурных (пераховидных) перьев у манирапторов.

«Только у современных теплокровных позвоночных, которые независимо развили более высокий уровень метаболизма, мы видим то же разнообразие меланосом, что и у пернатых динозавров», — отметил соавтор Мэтью Шоуки из Университета Акрона. Поскольку многие гены, связанные с системой меланиновой окраски, также вовлечены в другие ключевые процессы (пищевое поведение, реакцию на стресс, репродуктивное поведение), эволюция разнообразных меланосом может быть связана с более масштабными изменениями в энергетике и физиологии.

Таким образом, форма меланосом может стать новым инструментом для изучения эндотермии у ископаемых образцов. Поскольку взрыв разнообразия меланосом произошёл именно на этапе возникновения контурных перьев, это изменение может указывать, что ключевой сдвиг в физиологии динозавров произошёл до происхождения полёта. «Мы далеки от понимания точной природы этого сдвига, — говорит ведущий автор Джулия Кларк из Техасского университета. — Но если изменения в генах, отвечающих как за окраску, так и за другие аспекты физиологии, объясняют наблюдаемую картину, то они предшествовали полёту и возникли близко к моменту появления перьев».