Палеонтологи нашли в Германии великолепно сохранившиеся останки древней мыши, в которых отпечатались не только кости давно исчезнувшего грызуна, но и пигментные молекулы из его рыжей шерсти. Значение этой находки для науки было раскрыто в журнале Nature Communications.

Так художник представил себе мышь Apodemus atavus"У нас уже были данные, указывавшие на присутствие красных пигментов в окаменелостях, однако мы не могли доказать этого, так как нам просто не с чем было их сравнивать. Нам пришлось потратить много лет на анализ тканей современных животных для того, чтобы интерпретировать эти находки и доказать, что мы действительно можем находить их", — заявил Рой Вогелиус (Roy Wogelius) из Манчестерского университета(Великобритания).

 За последние годы палеонтологи нашли множество свидетельств того, что останки пигментных клеток и молекул, содержавшихся в перьях, шерсти и прочих покровных тканях древних животных, могут сохраняться при окаменении. Впервые подобные клетки – меланосомы – были найдены в отпечатках перьев древних птиц и динозавров, и сегодня мы знаем о реальном окрасе археоптериксов и их более "продвинутых" потомков.

 Не все ученые согласились с тем, что эти останки действительно содержат следы окраски их владельцев. Скептики сразу же заявляли, опираясь на видимое отсутствие подобных структур в останках млекопитающих, что те на самом деле представляли собой не пигментные клетки, а останки различных бактерий.

Международная группа ученых впервые в истории восстановила прижизненную окраску ископаемых млекопитающих. По данным исследователей, два вида летучих мышей, вымерших около 50 млн лет назад, имели шерсть красновато-коричневой гаммы.

В этой работе принимали участие специалисты из различных научных центров США, Великобритании, Германии, Эфиопии и Дании. Разработанная коллективом палеонтологов, биохимиков, физиков и других ученых методика, как ожидается, позволит со временем реконструировать окраску живых существ, исчезнувших даже 300 млн лет назад.

"Мы изучили ткани рыб, лягушек и головастиков, волосы млекопитающих, перья птиц и даже чернила осьминога и кальмара, – рассказала один из авторов новой научной работы Кейтлин Коллери из Виргинского политехнического института. – Все они сохранили пигмент меланин, так что можно с уверенностью сказать, что меланин присутствует повсюду в палеонтологической летописи. Благодаря ему мы можем с уверенностью восстановить некоторые оригинальные окраски древних животных".

За естественный цвет живых существ в природе отвечают специальные микроскопические структуры – меланосомы. Эти органеллы содержат пигмент меланин, придающий темную окраску волосам, перьям, коже и глазам. Меланосомы уже давно встречались палеонтологам среди ископаемых остатков, но прежде считалось, что это просто окаменелости бактерий. Впервые идентифицировать их именно как меланосомы удалось в 2008 году молекулярному палеобиологу Бристольского университета Якобу Винтеру, ведущему автору нынешнего исследования.

"Очень важно, что меланины разного цвета находят в органеллах разной формы: красноватые меланосомы похожи на маленькие фрикадельки, а черные – на маленькие колбаски. Ту же тенденцию мы наблюдаем в ископаемом материале, – сообщил Винтер. – А из этого следует, что корреляция цвета меланина с формой меланосом – достаточно древнее изобретение, которое мы можем использовать, чтобы восстановить прижизненный цвет животного, просто взглянув на форму меланосом в его окаменелостях".

Кроме того, меланины разного цвета различны по своему химическому строению, уточнить которое позволяет масс-спектрометрия. А чтобы еще больше повысить точность реконструкции окраски, исследователи воспроизвели условия образования окаменелостей и проследили за теми изменениями, которые происходили в ходе этого процесса с молекулами меланинов. "В ходе экспериментов мы смогли увидеть, как меланин химически изменяется на протяжении миллионов лет, разработав действительно захватывающий новый способ извлечения ранее недоступной информации из окаменелостей", – сказала Коллери.

Но вернемся к главным героям статьи – палеогеновым летучим мышам Palaeochiropteryx и Hassianycteris, обитавшим на берегу тропического озера на территории современной Германии. Трудами группы палеонтологов для них была восстановлена красновато-коричневая окраска. "Ну да, летучие мыши обычно коричневые. Это не такой уж большой сюрприз, но ведь это летучие мыши 49-миллионолетней давности! И они выглядели совершенно как современные", – констатировал Якоб Винтер.

Источник: PaleoNews

Ученые представили первое убедительное доказательство того, что меланосомы, органеллы, в которых содержится пигмент меланин, могут сохраняться в ископаемом состоянии. Открытие поможет понять, как были окрашены динозавры и другие вымершие существа.

Об этом говорится в статье шведских специалистов из Лундского университета, опубликованной в журнале Scientific Reports.

В последние годы исследователи всё чаще выделяют из покровов динозавров, ихтиозавров и других вымерших животных микроскопические образования, похожие на меланосомы. Так называются клеточные органеллы, наполненные пигментом. Однако скептики не раз утверждали, что предполагаемые меланосомы в действительности являются окаменевшими бактериями, которые посмертно заселяли тела доисторических существ.

Чтобы рассеять эти сомнения, авторы работы изучили оперение юрского динозавра Anchiornis huxleyi, жившего примерно 150 миллионов лет назад на территории современного Китая. Под сканирующим микроскопом ученые разглядели, что на бородках его перьев из хвоста и крыльев присутствуют удлиненные тельца, напоминающие эумеланосомы современных птиц.

Палеонтологи подчеркивают, что выявленные образования никогда не образуют цепочки подобно делящимся бактериям. С помощью двух различных методов спектрометрии удалось показать, что химический состав телец полностью идентичен эумеланину - разновидности меланина, отвечающей за коричневый и черный цвета в окраске. Единственное, в них содержится немного больше серы - это связано с процессами посмертной минерализации.

По словам авторов статьи, их результаты неопровержимо доказывают, что меланосомы могут сохраняться в окаменевшем виде. Следовательно, у ученых есть возможность при реконструкции окраски вымерших организмов опираться не только на воображение, но и на реальные факты.

Источник: infox.ru

Содержащие меланин клеточные органеллы пушистых динозавров, таких как T. rex или синозавроптерикс, похожи на таковые других амниотов — ящериц и крокодилов, то есть разнообразие форм меланосом ограничено и не позволяет реконструировать расцветку. Резкое увеличение разнообразия меланосом у оперённых динозавров, напротив, указывает, возможно, на резкие физиологические изменения. (Здесь и ниже изображения авторов работы.)По-видимому, клеточные органеллы, вырабатывавшие пигмент в перьях, не только придавали динозаврам красивую окраску, но и определяли форму перьев, а также влияли на обмен веществ, что в конечном счёте и привело к появлению птиц. 

Образцы из китайских пород мелового и юрского периодов. У пушистого бэйпяозавра меланосомы округлые, как у современных ящериц и крокодилов, тогда как у древней птицы они более продолговатые, как у нынешних млекопитающих и птиц, а также у оперённых динозавров. Джулия Кларк из Техасского университета в Остине (США) и её коллеги изучили меланосомы перьев, волос и кожи 181 современной птицы, млекопитающего и рептилии, а также 13 ископаемых ящериц, черепах, динозавров и птерозавров. Оказалось, что в линиях, ведущих к птицам, меланосомы на удивление более разнообразны по длине, ширине и форме, чем другие образцы, и этот признак возникает одновременно с появлением напоминающих перья образований у динозавров из клады Maniraptora, которые были предтечами птиц. Эти «перистые» структуры очень похожи на хорошо знакомые нам перья современных птиц. К тому же формы меланосом древних манирапторов и современных птиц сопоставимы, и по ним можно реконструировать расцветку вымерших животных. 

Образцы юрского и мелового периодов, которые изучались в данной работе.Напротив, меланосомы ископаемых ящериц, черепах и крокодилов примерно одинаковы и не коррелируют с расцветкой их нынешних потомков. 

Взрыв разнообразия меланосом мог привести одновременно к увеличению скорости обмена веществ, а быстрый метаболизм — ключ к активному полёту. «Многие гены, участвующие в отвечающей за окраску системе, вовлечены также в другие важные процессы, связанные в частности с приёмом пищи, стрессовыми реакциями, размножением и так далее», — отмечает г-жа Кларк. Иными словами, изменение пигментации может коррелировать с более существенной перестройкой энергетики и физиологии организма. 

Это соображение подтверждается данными о современных животных, у которых разнообразие меланосом действительно связано с метаболизмом. «Только у нынешних теплокровных сухопутных позвоночных, у которых независимо развился ускоренный обмен веществ, мы нашли уровень разнообразия меланосом, сопоставимый с таковым оперённых динозавров», — подчёркивает г-жа Кларк.

Распределение формы меланосом синозавроптерикса такое же, как у современных ящериц, черепах и крокодилов, у которых форма меланосом и окраска не коррелируют. Поэтому восстановить цвет этого динозавра по одной только форме меланосом нельзя: он может оказаться и коричневым, и чёрным, и серым. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Учёные пытаются восстановить окраску пернатых динозавров с помощью пигментных образований (меланосом) в окаменевших перьях животных. Подобные исследования привели к появлению новых художественных реконструкций, но группа палеонтологов взяла и усомнилась в верности этих построений.

Anchiornis huxleyi, реконструкция Джейкоба Винтера и его коллег (изображение ImagineChina / Corbis).Меланосомы — это органеллы, которые, как правило, присутствуют в клетках кожи, волос и перьев. Они бывают двух основных типов и разных форм в зависимости от пигмента. Красно-коричневые, например, напоминают фрикадельки, а чёрные и серые — колбаски.

Хотя ископаемые меланосомы уже утратили свой первоначальный цвет, Джейкоб Винтер из Бристольского университета (Великобритания) в 2007 году разработал методику определения окраски доисторических перьев на основании формы и распределения органелл. В результате небольшой динозавр Anchiornis huxleyi предстал перед нами с чёрно-серым телом и красным гребнем, гигантский пингвин Inkayacu paracasensis — с серо-красной шубкой, а четыре крыла микрораптора приобрели чёрный глянец.

Однако Мария Макнамара из того же университета считает, что эти реконструкции неточны.

Перо восточной сиалии, пережившее искусственную фоссилизацию, под микроскопом (изображение авторов работы).Г-жа Макнамара и её коллеги сымитировали процесс фоссилизации путём размещения перьев современных птиц в автоклаве — устройстве для стерилизации лабораторного оборудования с давлением 250 атмосфер и температурой 200–250 °C. За сравнительно краткое время материал переживает всё то, что испытал бы, попав на миллионы лет под землю.

Меланосомы сохранились, но «сели». Те из них, на которые воздействовала высокая температура, сократились на 19% в длину и 20% в ширину.

Учёные отмечают, что степень изменений зависит от того, как хранились перья. Те, что происходят из более горячих и глубоких мест вроде китайских пород, где нашли анхиорниса, должны были пережить более сильную трансформацию, чем перья, залегавшие ближе к поверхности земли. Необходимо учесть данное обстоятельство и пересмотреть прежние выводы. Г-жа Макнамара считает, что г-ну Винтеру надо бы принять это к сведению и взяться за повторный анализ.

Но сам г-н Винтер уверяет, что он в курсе того, как изменяются меланосомы, ибо они оставляют после себя полноразмерный отпечаток, по которому можно судить об их первоначальной величине и форме. К тому же учёный подчёркивает, что они не влияют существенно на результат реконструкции. По его мнению, это вопрос того, насколько насыщенным была, например, красновато-коричневая окраска.

Что касается конкретно анхиорниса, то г-н Винтер отмечает, что он опирался на отношение длины меланосом к ширине, которое остаётся постоянным, ибо в длину и ширину органеллы сокращаются примерно одинаково.

Результаты исследования опубликованы в журнале Biology Letters.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА