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毕业半年拿到省论文第一,毕业一年拿到省讲课比赛第一,毕业一年半开始参与课题,毕业两年获得全国论文第一,毕业两年半建立人教网专辑,毕业三年跳槽,顺便带着学生获得省第一和全国三等奖,同时获得奥赛优秀教练称号。毕业四年获得湖南省青年教师综合素质大赛一等奖,省级讲课比赛一等奖。毕业五年带着学生拿到三个奥赛全国奖,中南六省讲课比赛一等奖,。现在是长沙市专家库成员。

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【转载】我们是怎么知道古生物的颜色的  

2014-01-30 09:06:23|  分类: 阅读日志 |  标签: |举报 |字号 订阅

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一般而言,动物形成化石之后颜色是存不下来的。所谓化石,其材质已经成了石头,只能保存形状结构,原来的生物成分几乎全灭,色素作为大分子也没有留下来的希望。虽然偶尔能得到皮肤化石,但也是石头,能显示皮肤的纹理和质感,却不能显示颜色。

早年间人们画古生物复原图的时候,颜色某种意义上是猜的……当然不是乱来,至少要考虑到它的生活环境和它的现生后代的颜色,但这些最多能提供个基调,稍微细节一点的东西还是猜的(美其名曰艺术发挥)。但是现在我们技术进步了,靠谱的复原颜色也不是毫无希望了。除了靠生活环境和后代来猜之外,至少还有三条路:

  1. 化石是可以保存结构的,某些高质量化石保存的结构极其精密。有些结构和色素也许有对应关系,找准了对应,就能复原。
  2. 虽然生物大分子留不下来,但是小分子和原子却有残留的可能。如果我们能找到这些痕迹对应的颜色,也能复原。
  3. 千万别忘了颜色不光来自色素,还来自结构本身。这些结构在形成化石的过程中肯定要受损,但如果有残余,那么也许还可以重建出来。

第一条路

最好的例子就是这几年新开发出来的黑色素体方法了。

黑色素体是个细胞器,在现代鸟类里它有两种常见形态:圆形的里面以类黑色素为主,这些色素颜色偏橙黄;而香肠形的里面以真黑色素为主,颜色偏黑灰。

p9137912
【 左边是类黑色素体化石,右边是真黑色素体化石。还是挺明显的……】

如果化石里的形态和生前形态一致,那么就可以据此推断生前颜色。过去几年里很多颜色都是这么推算出来的。

但注意这是“如果”。我们其实不能完全确保细胞器的形态能完全保留。今年5月才有一篇文章质疑了这一点,他们的化石形成模拟实验表明可能这些结构会遭到选择性破坏。毕竟是细胞器啊,太微小了。

这个方法重构出来的一些生物实例:

p9137914

【你会发现,这些生物只有两种基本色调:白灰黑,和红橙褐。没办法,黑色素体只能告诉我们这么多。】

第二条路

a 很多色素是和中心金属原子有关的,比如血红素核心是铁。如果发现了微量的相关元素,推测就容易很多。

比如圣贤孔子鸟,利用强X射线扫描,激发金属原子,观察其特异放射谱,可以看到

p9137915

【A 是化石。B是X射线照射后的结果,假色处理,红色是铜。】

现代鸟类中,铜和真黑色素关系很密切——合成真黑色素的酶需要铜。

所以据此得到的复原图如C。铜多的地方绘为深色,否则是浅色。

b 色素除了和金属原子有关,还和生色基团有关。虽然大分子散了架,这些小基团还可能残留。它们肉眼已看不出,但用红外光谱可以找到其痕迹。

p9137913

A是C=O基团,它是真黑色素的成分。好吧光有这个确实不能说明什么问题……但是结合别的证据,比如它的分布和羽毛末梢一致,这就让它真的代表色素的可能性大增了。

第三条路

上面讲黑色素的时候只包括了黑灰和红黄色调,没有蓝绿色调,这是因为大部分现代鸟类的蓝绿色调其实都来自羽毛的结构。喜鹊身上的蓝色金属光就是典型例子。蝴蝶蛾子等昆虫也是常见的结构色大户。

p9137911

那么办法很简单,找到保存好的化石,搞明白它的三维结构,拿来对应现生生物就是了。上图这只昆虫的颜色——绿色调和蓝色调——就是分别对应结构而复原出来的。当然,它同样面临结构可能遭到破坏的问题;但是找到足够多的化石,总会有相对完整的个体。

不过这三条路有个共同缺点,就是它们只能判断哪些颜色有,不能判断哪些颜色没有。有些颜色的对应痕迹可能没在化石中保留下来,结果生物的活体比我们推断的还要多几种颜色……那就没办法了。可以理解成我们复原出来的都是部分色盲患者眼中的生物。

但是说到底,和雀尾螳螂虾这样的物种相比,人类本来就是部分色盲的生物,所以无所谓啦。本文作者:Ent

 


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