Dějiny výzkumu dinosauřích barev

…aneb Jak jsme odhalili zbarvení neptačích teropodů

Mezi nejvýznamnější objevy dinosauří paleontologie na počátku 21. století bude již navždy patřit také odhalení pravděpodobných barevných vzorců opeření několika neptačích teropodních dinosaurů. Během prvních bezmála dvou století výzkumů a rekonstrukcí vzhledu této skupiny druhohorních živočichů patřilo mezi nepsaná pravidla, že zatímco jejich tvar a proporce poměrně dobře známe, původní zbarvení dinosaurů se zcela vymyká možnostem našeho výzkumu. Barvu dávno vyhynulých archosaurů jsme neměli znát nikdy, protože dlouho neexistoval představitelný mechanismus, jakým bychom ji mohli dešifrovat, rekonstruovat či jednoduše řečeno, odhalit. Umělci a ilustrátoři tak měli z hlediska dinosauřího zbarvení téměř absolutní volnost a mohli naplno popustit uzdu své fantazii (proč by koneckonců takový Tyrannosaurus nemohl být třeba růžový s bílými flíčky?). V průběhu doby nicméně převažovala tvorba favorizující vesměs nevzhledné hnědé a zelené tónování dinosauřích barev, a to platilo až do doby, kdy paleontologové pochopili, že dinosauři mohli být spíše ekologickou obdobou obřích ptáků než dnešních plazů. Najednou bylo zřejmé, že také dinosauři mohli hrát pestrou paletou barev, podobně jako jejich potomci (či přesněji řečeno, současní zástupci) v podobě ptáků. S mnohem vyšší mírou jistoty jsme ale poznali barvu několika teropodních dinosaurů teprve před pěti lety. Jaká cesta k tomuto fantastickému počinu vedla? Ačkoliv se to může zdát absurdní, klíč poskytl výzkum zkameněliny dávného hlavonožce. Dinosauří barvu tak dnes možná známe jen díky neobvykle dobře zachované olihni. A jak už to často bývá, také díky šťastné souhře náhod.

…

…

U počátků fantastického výzkumu stál doktorand v oboru molekulární biologie na Yaleově Univerzitě Jakob Vinther. Ten prováděl koncem roku 2006 výzkum inkoustových vaků ve zkamenělině pravěkého hlavonožce silným elektronovým mikroskopem, přičemž jeho pozornosti neunikly malé okrouhlé struktury uvnitř membránového vaku. S podobnými mikroskopickými objekty ve fosiliích se paleontologové setkávali už dříve, považovali je ale za pozůstatky bakterií, které byly fosilizovány v průběhu procesu rozkladu mrtvých tkání. Vinther ale snadno rozeznal, že struktury se vyskytují pouze uvnitř inkoustového vaku a usoudil, že zřejmě musí jít o něco jiného. Brzy se ukázalo, že se jedná o pozůstatky původních melanozomů – buněčných organelových struktur, obsahujících kdysi pigmenty (barviva) – zodpovědných za povrchové zbarvení kůže nebo tělního pokryvu daného živočicha. Právě tvar, hustota a uspořádání velkého množství melanozomů vytváří pigment. U zkoumaného hlavonožce vytvářely melanozomy tmavě hnědou barvu inkoustu, kterou dávný měkkýš využíval při úniku před predátory. Vinther si byl vědom možných důsledků svého objevu a brzy jej napadlo, zda by se podobným způsobem nedalo zjistit zbarvení jiných fosílií. Nabízelo se právě zkamenělé opeření, protože značnou část barevných odstínů peří způsobuje právě dispozice melanozomů. Vinther správně uvažoval, že pokud fosilní peří ještě obsahuje melanozomy a můžeme-li je porovnat s pigmenty v peří dneších ptáků, tak bychom možná mohli být schopni rozluštit i barvu opeření dávných praptáků a dokonce i opeřených teropodních dinosaurů. Ostatně tou dobou už bylo známo, že z druhohorních dinosaurů se nám možná mohlo dochovat víc než jen samotné v kámen proměněné kosti. Vinther se svými kolegy však museli postupovat opatrně. Nejdřív museli mít jistotu, že mají skutečně co do činění s melanozomy a nikoliv se zkamenělými prokaryotickými mikroorganismy.

…

…

Možnost otestovat autenticitu výzkumu poskytlo fosilní pero z křídového období o stáří kolem 100 milionů let, objevené v Brazílii. Pero bylo nápadně páskované, tmavší pruhy se na něm střídaly se světlými. Pokud by předpokládané melanozomy byly ve skutečnosti jen bakterie, měly by se nacházet po celé ploše fosilního pera. Místo toho byly opravdu pevně vázané na tmavé pruhy – šlo o skutečné organely obsahující tmavý pigment. Psal se rok 2008 a Vinther se svým týmem právě objevil klíč k barvě dinosaurů. Ve své studii psal o možnosti získat informace o zbarvení pruhovaných ocasních per čínského oviraptorosaura rodu Caudipteryx, velký zájem ale zatím nevzbudil. Jeho vědeckou práci ostatně četl jen omezený okruh vědců, což její popularitě příliš nepomohlo. Již v následujícím roce ale Vinther vedl tým vědců provádějících výzkum eocenního pera o stáří 47 milionů let ze známé lokality Messel v Německu. Výsledkem bylo slibné rozluštění barvy s iridescenčním nádechem u dávného třetihorního opeřence. Bylo na čase podívat se s využitím stejných metod konečně i na neptačí dinosaury. Ale zde zasáhla náhoda, která zatím jasně vedoucího Vinthera připravila o prvenství. Dne 27. ledna 2010 totiž publikoval první studii na toto téma (ve formě online zprávy) paleontolog Čang Fučcheng z Čínské akademie věd se svým týmem. Kromě barev několika spodnokřídových praptáků se poprvé objevila informace také o zbarvení neptačího dinosaura – stal se jím shodou okolností právě první objevený prokazatelně opeřený dinosaurus druhu Sinosauropteryx prima. Malý dravý kompsognatid byl vědecky popsán roku 1996 a předznamenal skutečnou záplavu opeřených dinosaurů, kteří byli za dalších téměř dvacet let z Číny popsáni. Jak si vědci brzy povšimli, ocas tohoto drobného dinosaura pokrývalo proto-peří s jasně „pruhovaným“ vzorem. Vědecký tým odebral jen velmi limitovaný vzorek, ale i ten postačil k poznání, že tmavší místa byla za života dinosaura červeno-hnědá či oranžová. Pruhovaný ocas sinosauropteryxe tak měl zřejmě signální funkci.

…

…

Neuvěřitelné se stalo skutečností – po 125 milionech let jsme poznali částečné zbarvení spodnokřídového dinosaura. Ale to byl jen začátek. Vinther jen o týden později (počátkem února 2010) přichází s podrobnější studií v periodiku Science. Spolu s čínskými paleontology se zaměřil na zbarvení opeření ještě menšího teropoda, popsaného teprve o rok dříve – druh Anchiornis huxleyi. Jen 34 cm dlouhý a asi 110 gramů vážící drobeček byl podle závěrů Vinthera a jeho týmu téměř celý černý – pouze na křídlech a perech na zadních končetinách se nacházely úseky bílého opeření a na hlavě dominovala jakási červená korunka. Anchiornis se tak do značné míry podobal nelétavému, ozubenému datlovi. Tentokrát bylo odhaleno zbarvení celého těla, a to u jurského dinosaura starého zhruba 160 milionů let. A výzkum pokračoval. Vcelku logicky byl na řadě také populární čínský „čtyřkřídlý“ dinosaurus Microraptor gui. Jak se ukázalo, mikroraptoři byli zbarveni do černa a jejich opeření mělo výrazný „iridescenční“ odlesk. Je docela dobře možné, že v hejnu vran nebo havranů na poli byste si jej z dálky několika desítek metrů ani nepovšimli. Konečně rozluštění barvy opeření (nebo přesněji jednoho izolovaného pera) neminulo ani historicky nejvýznamnějšího druhohorního opeřence, ba přímo nejvýznamnějšího opeřeného tvora všech dob. Je jím samotný bavorský prapták Archaeopteryx lithographica, popsaný roku 1861. Přesně 150 let po jeho vědeckém představení přišel doktorand evoluční biologie Ryan Carney z Brownovy univerzity v Providence s definitivním verdiktem. Právě první známý exemplář německého praptáka, tedy jeho izolované pero, objevené roku 1860, posloužilo jako objekt výzkumu. Cenná fosílie ukázala, že alespoň na částech těla byl archeopteryx černě zbarvený. V roce 2012 byla zase publikována studie, která ukázala, že menší čínský teropod Sinornithosaurus millenii měl různě zbarvené opeření na odlišných tělesných partiích, od červeno-hnědé přes černou až po žlutou a šedou! Nelze ovšem opomenout, že podobným způsobem již byla zjištěna přibližná barva opeření i u druhohorních „nedinosauřích praptáků“ (např. početný druh Confuciusornis sanctus, který byl zřejmě zbarven podobně jako současná zebřička pestrá). Dnes jsme stále teprve na začátku cesty, která nás jednou možná zavede hodně daleko. Metody a technologie identifikace dávných melanozomů se stále zdokonalují a je tak vcelku pravděpodobné, že ilustrátoři pravěku budou muset být ve střehu. Donedávna fantastická myšlenka je nyní fascinující realitou…

…

…

Odkazy:

http://www.jakobvinther.com/Fossil_color.html

http://www.ryancarney.com/

http://palaeo.gly.bris.ac.uk/melanosomes/Messel.html

http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/7495961.stm

http://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2013/JA/C3JA50077B

http://news.nationalgeographic.com/news/2010/01/100127-dinosaurs-color-feathers-science/o/ 

http://www.smithsonianmag.com/science-nature/microraptor-was-a-glossy-dinosaur-119691559/?no-ist

http://news.nationalgeographic.com/news/2013/06/130614-dinosaur-xray-bird-color-feather-archaeopteryx/

…