Прежде чем первые птицы смогли оторваться от земли, им потребовалась помощь со стороны... цветных перьев.
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.
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.)
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.
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.
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
Образцы юрского и мелового периодов, которые изучались в данной работе
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
