Oto mikroraptor,
mięsożerny czteroskrzydły dinozaur mierzący około 60 cm.
Żywił się rybami
i żył około 120 milionów lat temu.
Większość tego, co o nim wiemy, pochodzi z takich skamieniałości.
Czy jego ubarwienie na obrazku to tylko domysł artysty?
Odpowiedź brzmi: nie.
Wiadomo, że był połyskująco czarny,
bo paleontolodzy przeanalizowali zawarte w skamielinach wskazówki.
Jednak wyciągnięcie poprawnych wniosków wymaga starannego zbadania skamieniałości
i znajomości zasad fizyki światła i koloru.
Spójrzmy na te skamieliny.
Odciski kości i piór, po których pozostały osady mineralne.
Na ich podstawie
możemy stwierdzić, że pióra mikroraptora
przypominały pióra współczesnego dinozaura, czyli ptaka.
Skąd u ptaków bierze się to charakterystyczne różnorodne ubarwienie?
Większość piór zawiera jeden lub dwa barwiące pigmenty.
Jasna czerwień pochodzi od karotenoidów,
tych samych pigmentów, dzięki którym marchewki są pomarańczowe.
Czarny na głowie pochodzi od melaniny,
pigmentu barwiącego włosy i skórę.
Melanina w ptasich piórach to nie tylko barwnik.
Tworzy dziurawe nanostruktury zwane melanosomami,
które mogą lśnić we wszystkich kolorach tęczy.
Żeby zrozumieć, jak to działa,
warto przypomnieć sobie kilka rzeczy o świetle.
Światło jest elektromagnetyczną falą przemieszczającą się w przestrzeni.
Górny wierzchołek fali zwany jest grzbietem,
a odległość między grzbietami to długość fali.
W czerwonym świetle grzbiety są od siebie odległe o 700 nanometrów,
a długość fali fioletowego światła jest nawet krótsza.
Liczy około 400 miliardowych metra, czyli 400 nanometrów.
Kiedy światło zderza się z wąską przednią powierzchnią melanosomów ptaka,
część odbija się, a część przechodzi dalej.
Część przekazywanego światła odbija się później od tylnej powierzchni.
Dwie odbite fale oddziałują na siebie.
Zwykle nawzajem się wymazują,
ale kiedy długość fali odbitego światła
jest równa odległości pomiędzy dwoma odbiciami,
to wzajemnie się wzmacniają.
Długość fali zielonego światła to około 500 nanometrów,
więc melanosomy o takiej długości
wydzielają zielone światło.
Cieńsze melanosomy wysyłają światło fioletowe,
a grubsze — czerwone.
Oczywiście jest to bardziej skomplikowane.
Melanosomy są zbite w komórkach, ale inne czynniki,
jak ułożenie melanosomów w piórze, również mają znaczenie.
Wróćmy do skamieniałości mikroraptora.
Kiedy naukowcy zbadali odciski jego piór pod potężnym mikroskopem,
odkryli nanostruktury wyglądające jak melanosomy.
Analiza rentgenowska melanosomów potwierdziła tę teorię.
Melanosomy zawierały minerały świadczące o rozkładzie melaniny.
Później naukowcy wybrali 20 piór z jednej skamieliny
i odkryli, że melanosomy we wszystkich piórach są takie same.
Dinozaur miał więc jednolity kolor.
Porównali melanosomy mikroraptora z tymi od współczesnych ptaków
i znaleźli duże podobieństwo
do mieniących się niebieskawych piór ze skrzydeł kaczek.
Po zbadaniu melanosomów o identycznym rozmiarze i układzie
okazało się, że pióra były połyskująco czarne.
Teraz gdy możemy określić kolor skamieniałych piór,
paleontolodzy szukają kolejnych skamielin z dobrze zachowanymi melanosomami.
Wiele dinozaurów, włączając w to welociraptora,
najprawdopodobniej miało pióra,
co oznacza, że niektóre filmy nie są zgodne z rzeczywistością.
Grzeczne welociraptorki.