新技術幫科學家觀石辨色

科學家對300萬年前的鼠化石進行同步X射線掃描，發現了褐黑素的化學痕迹。 圖片來源：曼徹斯特大學

一直以來，用於研究化石的技術還不能很好地探索古老動物的色素沉著，這使得科學家對那些已成為化石的動物的色澤研究只能完全憑藉猜測。即使有幸找到了含有少量羽毛、鱗片或皮毛的化石，這些軟組織的原始顏色通常也早已消失。

近日，英國曼徹斯特大學的研究團隊採用了一項新的技術，在完整地保護好珍貴化石標本的前提下，從一塊古老的老鼠化石中識別出賦予毛髮紅色的色素。這是科學家首次從早已滅絕的生物化石中鑒別出色素，相關研究發表在《自然—通訊》上。

數年前，科學家已通過各種技術收集到了包括恐龍羽毛和恐龍蛋在內等化石的顏色線索。大約10年前，科學家利用高能同步加速器的X射線，識別出一種名為真黑色素的化學特徵，這種色素能使皮膚、頭髮等組織呈現出黑色、棕色和灰色。然而，它的姐妹色素褐黑素卻難以被捕捉，這種色素能使皮毛呈現出紅色或粉色。

曼徹斯特大學地球化學家Roy Wogelius認為，褐黑素難以捕捉的部分原因是人們對現代組織中色素的化學成分知之甚少。在2016年發表的一篇論文中，他和同事仔細研究了現代羽毛色素中不同的微量金屬，發現真黑色素含有銅，而褐黑素含有硫和鋅。於是他猜想，追蹤這些金屬或許能在化石中發現褐黑素的蹤跡。

為了驗證這一觀點，科學家分析了兩具不同尋常的化石（軟組織和毛髮依然可見），這兩具化石屬於一種已經滅絕的老鼠，名叫「返祖鼠」，其生活在300萬年前的德國。它是今天存活的物種小林姬鼠的近親，而小林姬鼠擁有紅色的皮毛。研究人員認為，該鼠化石可能具有類似的顏色。果然，當他們掃描鼠化石時，發現在化石上可見毛髮的區域，硫和鋅有明顯的重疊。

「現在我們知道未來應該往什麼方向尋找了。」 Wogelius說。他相信團隊能在更古老的化石中檢測到相關色素特徵。新的數據支持了該研究小組的說法，他們在3000萬年前的蝌蚪化石中也發現了褐黑素的證據。

相對而言，傳統的化學分析手段需要研究人員從化石中提取微小樣本，這不僅破壞了化石結構，也意味著整體情況的不確定性。「如果你取1平方毫米的斑馬皮樣本，也許能分辨出樣本是黑色還是白色，但你不知道斑馬長什麼樣。」Wogelius說，而此項新技術有效規避了這一問題。

「我確信我們可以追溯到3000萬年前，甚至更久。」美國耶魯大學古生物學家Jasmina Weimann說，這項技術是「一種非常優雅的無損整個化石的分析方法」。他希望類似的技術不僅能讓研究人員識別出色素，還能識別其他化學特徵，如特定組織內的蛋白質等。（來源：中國科學報 程唯珈）

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-019-10087-2

（來源：《自然—通訊》 Roy Wogelius）

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