这门新兴学科有望复原恐龙“本色”

古生物学家罗伯特·尼科尔斯（RobertNicholls）正给一头暴龙的头部建模。形状很好解决：有化石头骨为证；但颜色呢？

我们目前只能靠猜。

是以很多现代爬行、两栖动物的大地色系为准；还是参考一些现代鸟类明亮、华丽的羽毛？毕竟，恐龙家族存活到本世纪的成员也就只有鸟类了。到目前为止，我们只能猜测，但很快，这个局面就会打破。

在我们的脑海中，史前世界是黑白的。

一直以来，为其上色都是一种不切实际的幻想。但“古生物颜色学”的兴起正彻底改变这种观点，为史前世界填上绚丽的色彩。

目前，这方面的研究只覆盖少数几种恐龙、昆虫和爬行动物，但隆德大学科学家约翰·林格伦（JohanLindgren）表示：“这才刚刚开始。”

要是能在化石记录之中找到颜色证据，我们所能做的就不仅仅是为暴龙上色这么简单了。骨骼可以变成化石，但行为不会。

“环顾周围的动植物，我们看到的是绚丽的色彩和图案，”考克大学的玛丽亚·麦克纳马拉（MariaMcNamara）说，“利用颜色，动物可以伪装自己、逃避掠食者、发出求偶信号、在社会群体内传递信号。所以，如果能找到动物体内的颜色证据，我们就有望揭开古生物的颜色之谜。”

尽管如此，古生物颜色学只在最近十年才得以成为严肃的研究领域。几十年前，科学家就已知道，某些贝类和昆虫化石似乎留有颜色，但不能确定那是它们的本色，还是化石化这一过程的副产物。在特殊条件下，皮肤和羽毛也会形成化石——在所有已发现的化石中，这类化石的比例不到1%——但化石颜色（通常呈黑色或棕色）并不能指示动物生前的色彩。

灵光一现雅各布·文特尔（JakobVinther）是布里斯托大学的一名讲师，2006年，在耶鲁读博时，他研究过一块2亿岁的乌贼墨囊化石。19世纪时，化石猎人们就知道，这种墨囊会留存至今——有人甚至用其墨水写信——但文特尔却因此茅塞顿开。

“我看着这些墨水，不禁意识到，它跟活乌贼的墨水完全一样，所以肯定由黑色素组成。这是我们跟恐龙共有的色素。”

色素会选择性地吸收特定波长的可见光，形成颜色。常见的色素有黑色素、类胡萝卜素（鲜红、黄）和卟啉（绿、红、蓝）。还有的颜色是“结构性颜色”，来自纳米结构对光线的散射（比如绚丽的孔雀尾羽）。黑色素控制着发色和瞳孔的颜色等等。“黑素体”是细胞中的一种空泡，负责黑色素的制造与存储。它分两种：一种为卵圆形，制造黑色色素；一种为球形，制造铁锈红色的色素。

这些不同的黑色素相互混合，兼之以缺乏色素的情况，最终调配成灰、棕、白等颜色。文特尔推测，如果乌贼墨囊中的色素得以保存，那么，皮肤和羽毛化石中的黑色素——或是储存黑色素的黑素体——就也可能保存至今。

在丹麦出土的5500万年前的小鸟头骨化石中，文特尔找到了这个问题的答案。该化石带有一圈羽毛印痕，以及眼睛位置的两个斑点。“我坐在那里（寻找黑素体的证据），调大显微镜放大倍数，突然惊呼：这不就是嘛！我们可以给恐龙化石上色了。”

作为他的导师，德里克·布里格斯（DerekBriggs）有些怀疑。文特尔描述的结构是学界已知的，且已被归为细菌。“它们有着和细菌一样的大小和形状，且出现在腐烂的尸体上——本来就该有腐生细菌的地方，”麦克纳马拉说。“这一切都顺理成章。”为寻找进一步证据，文特尔和布里格斯找来了白垩纪的一块羽毛化石，上有清晰的黑白纹路。在羽毛的黑色纹路中，他们找到了卵圆形的黑素体；而在羽毛白色纹路中（白色意味着没有色素），他们则找到了圆形的黑素体。这些小体若是细菌，就该在黑白区域内兼有分布。

2008年，文特尔发表初步研究结果，紧接着又依据黑素体的形状，推导出它们的色彩和图案，还原出第一头彩色恐龙。2010年，布里斯托大学的两个团队——一个由文特尔带领，一个由迈克尔·本顿（MichaelBenton）带领——仅以几天之隔，发表了两篇论文，分别论证了为何近鸟龙属拥有红色的羽冠，以及为何中华龙鸟属有着红棕色的条纹尾羽。

后续很多研究都在文特尔假说的基础上，作了进一步发展，其中包括林格伦，他使用“飞行时间二次离子质谱”（ToF-SIMS）技术，分析了各种化石的化学组成，发现了黑色素化学标记的直接证据。麦克纳马拉则探索了除黑色素外，其他着色方式的保存情况，并首次系统性地探究了结构性颜色的化石记录。在2016年发表的论文中，她探究了西班牙东北部出土的一块蛇化石，其历史可追溯至1000万年前。在化石上绿棕相间的图纹中，她首次找到保存至今的类胡萝卜素。

操之过急？也有人担心，这个新兴领域的发展有些过快，林格伦说，一些结论有些操之过急了。

他指出其中一个问题：除黑色素外，古生物体内或有其他色素或结构性颜色，若在化石化作用中，这些原有的颜色未能保留下来，“你的还原图就是错的。因此，颜色还原的结果，并不一定是动物的原貌。”另一个问题是，仅凭一片羽毛，或是ToF-SIMS技术中用到的丁点样本，就推断出一只鸟或一头恐龙的颜色，这样的结果恐怕具有误导性，南卡罗来纳州立大学的玛丽·史威泽（MarySchweitzer）在一篇文章中写道。

麦克纳马拉认为，一个关键点是，对于黑色素本身，我们都没有充分理解。“我们得进一步了解黑色素在现代动物体内的作用，再去考虑化石。我们有点沉不住气。”黑色素带给我们的不仅仅是颜色这么简单，还有比如紫外线防护，以及机械强度（一些鸟的翼尖呈暗色，就起到这一作用）。黑色素不仅仅存在于毛发和皮肤之中，还见于内脏，这一点引人深思。“我们会去探寻黑色素进化的控制因素。我们一直以为，它是为了颜色，是为了性选择和伪装，但既然内脏里都有黑色素，那它的存在说不定是服务于完全不同的目的。”

林格伦认可此说。“总的来说，未知因素还有很多。”他说。“我的感觉是，作为古生物学家，我们倾向于把问题过度简化，认为A一定导致B。但生物学家就会知道，在现代世界中，单一因素导致单一结果这样的事，几乎从来没有过。”

但对文特尔来说，围绕古生物颜色的持续争论有些过了。每次发表新论文，他都会想，这次大家会说什么，他又该如何回应。“这让人很累，压力很大。我多希望大家能多花点时间，去推动这个领域的发展，而不是处处反对，让它停滞不前。我们何不向前看，试着用可量化的方式，探索这个领域的前沿和极限。”

意义今年7月，澳大利亚科学家宣布，他们发现了世界上最古老的颜色——一抹颇为妩媚的亮粉色。这是一种卟啉色素，取自栖息在海洋中的微观生物，可追溯至11亿年前，远比前述研究对象来得古老。

卟啉色素

随着我们对古代颜色的认识不断增加，科学家或许能以地质时间为轴，绘制出颜色的发展历程，解答这方面的各种问题，比如，是什么驱动着颜色的进化？是自然选择（把自己隐藏起来）还是性选择（将自己推销出去）。“或者，有没有那么一段时间，竞争压力相对较小，性选择也没有发生？”麦克纳马拉思考的是，“若不受这些因素的控制，动物的图纹会怎样分布？会不会格外妖艳？我们不能想当然地以为，今天的世界什么样子的，以往的世界就也是什么样子的。”

而且，古生物颜色学已经能让我们进一步窥测远古生物的日常生活。比如一直以来，四翼的小盗龙都被视为夜行动物，判断依据是，它有很大的眼窝。但文特尔和北京自然历史博物馆的李全国等人发现，这种恐龙有着绚丽的羽毛（来源于结构性颜色）——夜行之说不攻自破。

它还能揭示古生物的生存环境。通常，科学家收集这方面的线索时，会参考附近其他的动植物化石，但有时，动物遗骸会因为河流等的搬运，离开原先的栖息地，这种情况下，结果就会出现偏差。

文特尔研究了一头鹦鹉嘴龙（小型植食性恐龙，三角龙的近亲）的化石，结论是：其背部呈暗色，腹部呈白色——即现代动物中常见的“反影伪装”配色。从鲸鱼等掠食者，到鹿等被掠食者，很多动物都采用这种配色，为的是与周围环境融为一体（背阴的身体部位呈浅色，朝天的部位呈暗色）。两个色区的大小和分布通常对应不同的栖息地，比如开放的平原，或是黑暗的森林地面。鹦鹉嘴龙的反影伪装表明，它栖息于漫射光环境下，冠层森林就是这样一种环境。

在工作室中，尼古拉斯向我展示了他和文特尔开发的鹦鹉嘴龙模型。其体型与拉布拉多犬相仿，外表颇为可爱，长着鹦鹉一样的喙，背部是深棕色与橙色相间的斑驳色块，越接近腹部，颜色越浅，到腹侧就成了奶白色。“我很喜欢颜色复原工作，因为你突破空白，亲手定义了一种动物的样貌，小至它的斑纹。”尼克尔斯说，“能打破未知，将一样东西展现在世人面前，这种感觉太爽了。”