“隐藏的宝石”恐龙皮肤化石揭示了羽毛进化的惊喜

羽毛强壮而轻盈,美丽且结构精确,是脊椎动物有史以来最复杂的皮肤附属物。

尽管人类一直在玩羽毛自史前以来,我们仍然有很多不了解的地方。

我们新研究发现一些最早有羽毛的动物也有像爬行动物一样的鳞片状皮肤。

继第一个羽毛首次亮相之后恐龙,中华龙鸟(Sinosauropteryx prima)1996,一连串的发现描绘了一幅越来越有趣的羽毛进化图景。

我们现在知道很多恐龙还有它们的飞行表亲,翼龙,有羽毛.过去,羽毛的形状更多——例如,丝带状羽毛在恐龙和灭绝的鸟类中发现了扩大的尖端,但在现代鸟类中没有发现。今天只有一些古老的羽毛类型被鸟类继承。

古生物学家还了解到,早期的羽毛不是为了飞行.早期羽毛的化石结构简单,身体分布稀疏,因此它们可能用于展示或触觉感知。

翼龙化石表明它们可能扮演了在体温调节中的作用颜色图案.

尽管这些化石令人着迷,但古老的羽毛只讲述了羽毛进化的一部分故事。其余的动作发生在皮肤上。

今天鸟类的皮肤柔软而进化支持,羽毛的控制,生长和色素沉着,与爬行动物的鳞片状皮肤不同。

化石恐龙皮肤比你想象的更常见。然而,迄今为止,只有少数恐龙皮肤化石在微观层面上被检查过。

这些研究,例如,2018 年对四种保存完好的皮肤化石的研究表明,早期鸟类及其近亲恐龙的皮肤(腔龙)已经很像今天鸟类的皮肤了。在类似鸟类的恐龙出现之前,类似鸟类的皮肤就已经进化了。

因此,要了解类似鸟类的皮肤是如何进化的,我们需要研究在进化树中早期分支的恐龙。

我们的研究表明,至少一些有羽毛的恐龙仍然有鳞片状的皮肤,就像今天的爬行动物一样。该证据来自一个新的标本鹦鹉嘴龙,一只有角的恐龙刷毛状尾巴上的羽毛。

鹦鹉嘴龙生活在白垩纪早期(约1.3亿年前),但其氏族鸟鳞恐龙,在三叠纪时期(约2.4亿年前)与其他恐龙分道扬镳。

在新标本中,软组织是肉眼隐藏的。然而,在紫外线下,鳞片状皮肤会散发出橙黄色的光芒。皮肤保存在躯干和四肢上,它们是身体没有羽毛的部分。

这些明亮的颜色来自二氧化硅矿物,这些矿物负责保护化石皮肤。在化石化过程中,富含二氧化硅的液体在皮肤腐烂之前渗透到皮肤中,以令人难以置信的细节复制了皮肤结构。保留了精细的解剖特征,包括表皮、皮肤细胞和皮肤色素称为黑色素体.

化石皮肤细胞与现代爬行动物皮肤细胞有很多共同之处。它们具有相似的细胞大小和形状,并且都具有融合的细胞边界——这是只有在现代爬行动物中才知道的特征。

化石皮肤色素的分布与现代鳄鱼鳞片中的分布相同。然而,按照爬行动物的标准,化石皮肤似乎相对较薄。这表明化石鳞片在鹦鹉嘴龙在组成上也与爬行动物鳞片相似。

化石皮肤细胞层。(杨子霄/作者提供)

爬行动物的鳞片坚硬而坚硬,因为它们富含一种皮肤构建蛋白质,即坚韧的角质β蛋白.相比之下,鸟类柔软的皮肤由不同的蛋白质类型组成,即角蛋白,角蛋白是头发、指甲、爪子、蹄子和我们皮肤外层的关键结构材料。

为了提供物理保护,薄而裸露的皮肤鹦鹉嘴龙一定是由坚韧的爬行动物式角质β蛋白组成的。如果没有羽毛作为保护,较柔软的鸟类式皮肤会太脆弱了。

总的来说,新的化石证据表明鹦鹉嘴龙在没有羽毛的地方有爬行动物式的皮肤。尾巴,保留了一些羽毛标本,不幸的是,在我们的标本中没有保留任何羽毛或皮肤。

然而,其他的尾羽标本表明一些类似鸟类的皮肤特征一定已经进化到可以将羽毛固定到位。因此,我们的发现表明,早期的羽毛动物具有混合的皮肤类型,仅在身体的羽毛区域具有类似鸟类的皮肤,而皮肤的其余部分仍然是鳞片状的,就像现代爬行动物一样。

这种分区开发将确保皮肤保护动物免受磨损、脱水和病原体的侵害。

接下来呢?

科学家需要探索的下一个知识差距是从爬行动物式皮肤的进化转变鹦鹉嘴龙到其他羽毛较重的恐龙和早期鸟类的皮肤。

我们还需要更多的实验来研究化石化过程本身。关于软组织如何化石,我们还有很多不了解的地方,这意味着很难分辨化石中的哪些皮肤特征是真实的生物特征,哪些只是化石的人工制品。

在过去的 30 年里,化石记录在以下方面让科学家感到惊讶:羽毛进化.未来羽毛化石的发现可能有助于我们了解恐龙及其亲戚如何进化飞行、温血新陈代谢以及它们如何相互交流。

杨子霄,博士后研究员,科克大学学院玛丽亚·麦克纳马拉,古生物学教授,科克大学学院

本文转载自对话根据知识共享许可。阅读原文.

宝宝起名

本站所有相关知识仅供大家参考、学习之用,部分来源于互联网,其版权均归原作者及网站所有,如无意侵犯您的权利,请与小编联系,我们将会在第一时间核实并给予反馈。
相关期刊推荐
湖北农机化

湖北农机化

农业基础科学 - 省级期刊

教育现代化

教育现代化

合作期刊 - 国家级期刊

环球人文地理

环球人文地理

合作期刊 - 国家级期刊

中国园艺文摘

中国园艺文摘

合作期刊 - 国家级期刊

科学导报

科学导报

合作期刊 - 国家级期刊

四川建材

四川建材

合作期刊 - 省级期刊

石化技术

石化技术

合作期刊 - 国家级期刊

疯狂英语

疯狂英语

中国语言文字 - 省级期刊

考试周刊

考试周刊

合作期刊 - 省级期刊

教育教学论坛

教育教学论坛

合作期刊 - 省级期刊

营销界

营销界

合作期刊 - 省级期刊