本周出版的《自然》（NATURE）杂志以Fossilized melanosomes and the colour of Cretaceous dinosaurs and birds（黑色素体化石及白垩纪恐龙与鸟类的颜色）为题介绍由中国、英国和爱尔兰等三国科学家（张福成，Stuart L Kearns，Patrick J Orr，Michael J Benton，周忠和，Diane Johnson，徐星，汪筱林）共同完成的一项研究成果。他们报道了在中国热河生物群的鸟类和带毛的恐龙中发现的两种黑色素体。这一工作代表了古鸟类和恐龙研究取得的一项最新进展，为科学复原古生物的颜色提供了依据，也为羽毛起源、鸟类起源及鸟类与恐龙的系统关系的研究提供了新的证据。
该研究主要包括以下三方面的科学意义：第一，首次科学验证了一些恐龙（如中华龙鸟、中国鸟龙等）的纤维状“毛”状结构与鸟类羽毛的同源性，即同属皮肤衍生物，而不是皮肤内的纤维；这一发现倾向支持鸟类起源于恐龙的假说；第二，首次为复原带毛恐龙身体的颜色提供了科学根据，同时也是第一次对热河生物群的鸟类的羽毛颜色复原提供了证据；第三，这项成果为从微观的层次研究羽毛的起源和演化开辟了新的途径；也为依靠电子显微镜技术、地球化学手段以及通过古生物学与现代细胞生物学及现代生物化学的学科交叉，研究当时的古环境及埋藏学等探索了新的途径。
对生活在1.3-1.2亿年前的热河生物群的各类古生物的研究是当前国际古生物界的热点之一。十多年来中外科学家依据这些生物发表了一系列的高质量论文。其中对恐龙和古鸟类的研究更是集各关键和难点问题于一体，争论颇多。这主要涉及到鸟类的起源、鸟类与恐龙的系统关系、羽毛的起源及飞行的起源等问题。其中有关一些带毛恐龙的“毛”状结构究竟是皮肤外的皮肤衍生物还是皮肤内的纤维组织的争论尤为关键。无庸置疑，近年来发现于中国的带毛恐龙是鸟类起源于兽脚类恐龙学说复兴的最重要证据之一。但是，伴随着带毛恐龙的发现，对这些“毛”的性质也质疑不断，有些人认为一些其中的一些细丝状的结构并不属于恐龙皮肤外的结构，而是皮肤内的纤维；如果这个结论成立，这将在根本上否定鸟类的羽毛与恐龙的丝状“毛”状物的同源关系，也将动摇鸟类起源的兽脚类恐龙学说的一个重要基石。本研究首次在亚细胞水平上证明了恐龙的丝状毛属于皮肤衍生物，而不是皮肤内的纤维；因为在这些带毛的恐龙的“毛”中找到了与鸟类羽毛类似的黒色素体，而黒色素体并不存在于皮肤内部的纤维结构内。
地球中拥有的各种无脊椎动物、脊椎动物和植物等化石常会使人们联想到几百万年、几千万年、甚至数亿年前的大自然也同样拥有一个色彩斑斓的生命世界。实际上，虽然这可能是个事实，但这种推断长期缺乏科学根据。以往科学家和艺术家所描绘的各种精美的古动物彩色复原图也仅是建立在“将近论古”的推测中，鲜有化石的实证。而本周《自然》报道的古鸟类和恐龙皮肤衍生物中存在的黑素体，首次证明生活在1.25亿年前的一些古鸟类和带毛的恐龙均具有“色彩斑斓”的基础。科学家们在这些化石中发现了两种黑色素体，一种为真黑色素，另外一种为褐黑色素；后者为在化石中的首次发现。这两种物质均在现生鸟类的羽毛中存在。根据和现代鸟类的对比，他们推测，这些带毛的恐龙和古鸟类的身体已经具有以灰色、褐色、黄色及红色为主要色彩的基础。如果假设上述色彩可能产生不同比例的组合，那么1.25亿年前的鸟类和恐龙是否已经能如同今天的鸟类一样五颜六色、姹紫嫣红…？
在以往的早期羽毛等皮肤衍生物的工作中，主要凭借肉眼和光学显微镜等手段进行细胞、组织水平以上的形态学研究。而本项研究主要是通过电子显微镜和能谱等技术，开创了研究1.25亿多年前细胞内结构——黑色素体的先河，为今后从微米水平上进行类似的细胞、亚细胞结构的古生物研究奠定了基础，并为从微观水平上研究当时的古环境和埋藏学提供了新的手段，促进了古生物学与现代生物学的交叉与融合，以形成新的学科增长点。
据科学家们介绍，限于化石保存等因素，对灭绝动物的颜色的复原是一项十分复杂的工作（参见背景资料），这一项研究所提供的也只是一个初步的结果。要准确完全复原灭绝动物的颜色还需要大量的后续的研究工作。（生物谷Bioon.com）
有关恐龙羽毛研究：
Nature：中国发现孔子天宇龙 带有最原始羽毛
PNAS：最古老羽毛早期演化研究
Nature：发现世界上最早的带毛恐龙
Nature：中国科学家发现恐龙新物种 长相酷似始祖鸟
生物谷推荐原始出处：
Nature advance online publication 27 January 2010 | doi:10.1038/nature08740
Fossilized melanosomes and the colour of Cretaceous dinosaurs and birds
Fucheng Zhang1, Stuart L. Kearns2, Patrick J. Orr3, Michael J. Benton2, Zhonghe Zhou1, Diane Johnson4, Xing Xu1 & Xiaolin Wang1
1 Key Laboratory of Evolutionary Systematics of Vertebrates, Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology, Chinese Academy of Sciences, PO Box 643, Beijing 100044, China
2 Department of Earth Sciences, University of Bristol, Bristol BS8 1RJ, UK
3 UCD School of Geological Sciences, University College Dublin, Belfield, Dublin 4, Ireland
4 Planetary and Space Sciences Research Institute, The Open University, Walton Hall, Milton Keynes MK7 6AA, UK
Spectacular fossils from the Early Cretaceous Jehol Group1, 2 of northeastern China have greatly expanded our knowledge of the diversity and palaeobiology of dinosaurs and early birds, and contributed to our understanding of the origin of birds, of flight, and of feathers. Pennaceous (vaned) feathers and integumentary filaments are preserved in birds3, 4, 5 and non-avian theropod dinosaurs6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, but little is known of their microstructure. Here we report that melanosomes (colour-bearing organelles) are not only preserved in the pennaceous feathers of early birds, but also in an identical manner in integumentary filaments of non-avian dinosaurs, thus refuting recent claims13, 14, 15, 16 that the filaments are partially decayed dermal collagen fibres. Examples of both eumelanosomes and phaeomelanosomes have been identified, and they are often preserved in life position within the structure of partially degraded feathers and filaments. Furthermore, the data here provide empirical evidence for reconstructing the colours and colour patterning of these extinct birds and theropod dinosaurs: for example, the dark-coloured stripes on the tail of the theropod dinosaur Sinosauropteryx can reasonably be inferred to have exhibited chestnut to reddish-brown tones.
