เซ็กซี่บาคาร่า ในที่สุดเราก็ค้นพบสีของขนไดโนเสาร์ได้อย่างไร

เซ็กซี่บาคาร่า ข้อความที่ตัดตอนมา: วิวัฒนาการของความงาม โดย RICHARD O. PRUM | เผยแพร่เมื่อ 11 พฤษภาคม 2017 23:23 น ศาสตร์ขนนกหลากสีpexels

ครอบคลุมวิวัฒนาการของความงาม

วิวัฒนาการของความงาม: ทฤษฎีการเลือกคู่ครองที่ถูกลืมของดาร์วินส่งผลต่อโลกของสัตว์—และเราโดย Richard O. Prum บ้านสุ่มเพนกวินดับเบิ้ลเดย์

ต่อไปนี้เป็นข้อความที่ตัดตอนมาจาก วิวัฒนาการของความงาม: ทฤษฎีการเลือกคู่ที่ถูกลืมของดาร์วินสร้างโลกของสัตว์และเรา โดย Richard O. Prum อย่างไร

วันหนึ่งในปี 2550 Derek Briggs ศาสตราจารย์ด้านซากดึกดำบรรพ์ของ Yale และนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา Jakob Vinther เดินเข้าไปในห้องทำงานของฉันใน New Haven พวกเขาต้องการให้ฉันเห็นภาพที่ยาคอบถ่าย—ภาพกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราดของขนนกที่กำลังขยายสองหมื่นเท่า ภาพระดับสีเทาแสดงให้เห็นวัตถุขนาดเล็กที่มีรูปร่างเหมือนไส้กรอกหลายสิบชิ้นที่วางขนานกันอย่างคร่าว ๆ “สิ่งเหล่านี้ดูเหมือนคุณอย่างไร” พวกเขาถาม “พวกนั้นดูเหมือนเมลาโนโซม” ฉันตอบ “ฉันบอกคุณแล้ว!” ยาคอบอุทานอย่างมีชัยต่อเดเร็ก เห็นได้ชัดว่ามีสิ่งสำคัญอยู่ที่นี่

เมลาโนโซมเป็นแพ็คเกจขนาดเล็กมาก

ของเม็ดสีเมลานินที่ทำให้ขนมีสีดำ เทา หรือน้ำตาล สิ่งที่ยาคอบและดีเร็กไม่ได้บอกฉันในตอนแรกก็คือภาพกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนถูกดึงมาจากขนของนกฟอสซิลจากการก่อตัวของขน Eocene ในยุคแรกในเดนมาร์ก ถ้าพวกนี้เป็นเมลาโนโซม ก็มีอายุประมาณห้าสิบห้าล้านปี

เม็ดสีเมลานินในขนนกถูกสังเคราะห์โดยเซลล์เม็ดสีที่ผลิตเมลานินชนิดพิเศษ และบรรจุลงในออร์แกเนลล์เล็กๆ ที่จับกับเมมเบรน ซึ่งเรียกว่าเมลาโนโซม คล้ายกับการสร้างเม็ดสีของเส้นผมมนุษย์ ในนก เซลล์เม็ดสีเมลานินจะถ่ายโอนเมลาโนโซมที่เสร็จสมบูรณ์ไปยังเซลล์ขนนกแต่ละเซลล์ในระหว่างการพัฒนาขนนก เมื่อเซลล์ขนนกเติบโตเต็มที่ เมลาโนโซมจะหุ้มอยู่ในโปรตีนบีตา-เคราตินแข็งของขนนกเพื่อสร้างสีของขนนกที่โตเต็มที่ เมลานินเป็นเม็ดสีโบราณและผลิตโดยสัตว์เกือบทุกชนิด เมลานินยังมีความหลากหลายในโครงสร้างทางเคมี ตัวอย่างเช่น สีขนนกของอีกาอเมริกัน ( Corvus brachyrhynchos ) และสีผมสีดำของมนุษย์ถูกสร้างขึ้นโดยโมเลกุลของยูเมลานิน ขนนกสีน้ำตาลรูฟัสของ Wood Thrush (Hylocichla mustelina ) และผมสีแดงของมนุษย์ถูกสร้างขึ้นโดยโมเลกุลที่โดดเด่นของ pheomelanin

นักบรรพชีวินวิทยาได้ตรวจสอบขนฟอสซิลด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กทรอนิกส์สแกนตั้งแต่ต้นทศวรรษ 1980 พวกเขาสังเกตเห็นวัตถุทรงกระบอกเหล่านี้และถึงกับยืนยันว่าพวกมันถูกสร้างขึ้นจากโมเลกุลอินทรีย์ที่มีคาร์บอนซึ่งแตกต่างจากหินโดยรอบ อย่างไรก็ตาม นักบรรพชีวินวิทยาส่วนใหญ่เป็นคนที่มีกระดูก และพวกเขาไม่เคยคิดมากเกี่ยวกับชีววิทยาของเซลล์มาก่อน ดังนั้น เมื่อพิจารณาจากรูปร่างและขนาดของวัตถุเหล่านี้ พวกเขาสรุปว่าโครงสร้างเหล่านี้เป็นแบคทีเรียฟอสซิลที่กินขนในระหว่างการทำให้เป็นฟอสซิล เนื่องจากนักบรรพชีวินวิทยามีความสนใจอย่างมากในกลไกเฉพาะที่ใช้เก็บรักษาฟอสซิลต่างๆ ไว้ สิ่งนี้จึงถูกปฏิบัติเหมือนเป็นการค้นพบที่สำคัญ อย่างไรก็ตาม สมมติฐานนี้ไม่เคยสมเหตุสมผลเลย ตัวอย่างเช่น เหตุใดแบคทีเรียจึงถูกเก็บรักษาไว้มากกว่าปกติในขณะที่รับประทานของแห้ง ขนแทบย่อยไม่ได้และไม่เคยพบว่ากินเศษซากที่น่ารับประทานทั้งหมดของร่างกายที่เน่าเปื่อย? ไม่ว่าในกรณีใด สมมติฐานของแบคทีเรียก็กลายเป็นความจริงที่ยอมรับได้ในบรรพชีวินวิทยา การค้นพบของยาคอบเป็นโอกาสอันน่าตื่นเต้นที่จะท้าทายความเชื่อนี้

เพื่อทดสอบว่าโครงสร้างฟอสซิลด้วยกล้องจุลทรรศน์เหล่านี้เป็นแบคทีเรียหรือเมลาโนโซมจริงๆ หรือไม่ เราต้องการตัวอย่างที่ไม่อาจโต้แย้งได้ของขนฟอสซิลที่มีรูปแบบเม็ดสีเมลานินที่คงสภาพไว้ โชคดีที่ Derek Briggs มีความรู้ด้านสารานุกรมเกี่ยวกับซากดึกดำบรรพ์ที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้เป็นอย่างดีจากพิพิธภัณฑ์ต่างๆ ทั่วโลก และเขาจำขนฟอสซิลลายทางแนวนอนที่งดงามจาก Crato Formation ของบราซิล ซึ่งมีอายุประมาณ 108 ล้านปีในพิพิธภัณฑ์ธรณีวิทยาของมหาวิทยาลัย ของเลสเตอร์. ซากดึกดำบรรพ์ยังคงรักษารายละเอียดอันน่าทึ่งของโครงสร้างขนนกไว้ รวมทั้งเส้นใยที่ดีที่สุดของหนามขนนก นอกจากนี้ ลวดลายสีบนขนนกยังแสดงให้เห็นลักษณะเฉพาะของลวดลายสีตามธรรมชาติของขนนก และไม่อาจสับสนกับแบคทีเรียฟอสซิลได้

ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน เรายืนยันว่าแถบสีดำ

บนขนนกมี “ไส้กรอก” ขนาดเล็กจำนวนมากที่มีความยาวไม่กี่ไมครอนและกว้างประมาณหนึ่งร้อยถึงสองร้อยนาโนเมตร ซึ่งคล้ายกับยูเมลาโนโซมอย่างมากจากขนนกที่มีชีวิต ในทางตรงกันข้าม แถบสีขาวบนขนฟอสซิลนั้นไม่มีโครงสร้างดังกล่าวเลย เห็นได้ชัดว่าคำอธิบายที่ดีที่สุดคือโครงสร้างด้วยกล้องจุลทรรศน์จะเก็บรักษาเมลาโนโซมจากขนดั้งเดิมไว้ ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม เมลาโนโซมกลายเป็นฟอสซิลอย่างสวยงามและสามารถอยู่ได้นานหลายร้อยล้านปี โดยคงไว้ซึ่งรูปแบบสีดั้งเดิมของสัตว์โบราณเหล่านี้

การค้นพบซากดึกดำบรรพ์ของเมลาโนโซมของเราเป็นแรงบันดาลใจให้คนรุ่นใหม่ของการวิจัยเกี่ยวกับสีของสัตว์มีกระดูกสันหลังฟอสซิล รวมทั้งขน ผม ผิวหนัง เกล็ด เล็บ และแม้แต่เรตินา แน่นอน คำถามที่น่าตื่นเต้นที่สุดที่เป็นไปได้ในสาขาซากดึกดำบรรพ์สีใหม่นี้คือไดโนเสาร์ มีสีอะไร? หลังจากการค้นพบของเรา คำถามนี้ไม่ได้เป็นเรื่องของนิยายวิทยาศาสตร์อีกต่อไป แต่เป็นคำถามที่น่าเชื่อถืออย่างยิ่งที่จะต้องตรวจสอบ ขนวิวัฒนาการครั้งแรกในเชื้อสายของไดโนเสาร์เทอโรพอดสองเท้าที่กินเนื้อ ก่อนกำเนิดของนกหรือต้นกำเนิดของการบิน โดยหลักการแล้ว เราได้แสดงให้เห็นแล้วว่า เราสามารถสร้างสีเมลานินของขนนกของไดโนเสาร์ที่ไม่ใช่นกได้ อันที่จริง ฟอสซิลขนนกบราซิลลายทางนั้นเก่าพอที่มันอาจจะมาจากขนนกของไดโนเสาร์ที่ไม่ใช่นก! ทั้งหมดที่เราต้องการคือตัวอย่างฟอสซิลขนไดโนเสาร์ขนาดเล็กสำหรับกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ไดโนเสาร์มีขน ซึ่งส่วนใหญ่มาจากแหล่งยุคครีเทเชียสตอนต้นและยุคจูราสสิกตอนปลายในเหลียวหนิง ทางตะวันออกเฉียงเหนือของจีน ถือเป็นการค้นพบซากดึกดำบรรพ์ที่น่าตื่นเต้นและปฏิวัติวงการที่สุดในศตวรรษที่ผ่านมา

“ที่

Anchiornis huxleyi

ตัวอย่างไดโนเสาร์เทอโรพอดAnchiornis huxleyi

ด้วยทีมงานที่ขยายออกไป ในปีถัดมา เราได้เริ่มทำการวิจัยตัวอย่างจูราสสิคช่วงปลายของไดโนเสาร์ที่เหมือนแร็พเตอร์ Anchiornis huxleyiจาก Liaoning Formation ในภาคตะวันออกเฉียงเหนือของจีนที่พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติปักกิ่ง Anchiornisเป็นเทอโรพอดสองเท้าขนาดเล็กที่มีหางกระดูกยาว ฟันเล็กๆ และมีขนยาวคล้ายปีกที่ขาหน้าและขาหลัง Anchiornisเป็นหนึ่งในไดโนเสาร์ “สี่ปีก” ที่ลึกลับซึ่งมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับไดโนเสาร์แร็พเตอร์ (เช่น Velociraptor ที่ไล่ตามเด็ก ๆ ในครัวในภาพยนตร์ Jurassic Park) ถึงArcheopteryx lithographicaฟอสซิลนกที่เก่าแก่ที่สุดและถึงบรรพบุรุษ ของนกที่มีชีวิตทั้งหมด

แม้ว่ารูปแบบ Liaoning Formation จะขึ้นชื่อในด้านการอนุรักษ์ที่สวยงาม แต่ตัวอย่างของAnchiornisนี้ไม่ได้ดูมีความหวังมากนัก จริงๆ แล้ว มันดูเหมือนจูราสสิค โร้ดคิล—ทั้งหมดถูกขนหัวลุก ถอดหัวออกและเก็บรักษาไว้บนแผ่นอื่น และแขนขาก็แผ่ออกไปทุกทิศทุกทาง—แต่มันมีแผ่นขนสีเข้มหนาทึบล้อมรอบกระดูกของมัน เราลงเอยด้วยการเก็บตัวอย่างที่มีขนาดเมล็ดมัสตาร์ดขนาดเล็กมากจากตำแหน่งสามโหลทั่วร่างกายสำหรับกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน จากลักษณะที่ไม่ค่อยดีของตัวอย่าง เราแค่หวังว่าจะพบเมลาโนโซมได้เลย เซ็กซี่บาคาร่า