Учёные впервые восстановили прижизненный окрас у птерозавра

Можно ли узнать, какого цвета были существа, исчезнувшие десятки миллионов лет назад? Оказывается, можно. Иногда — очень редко — в окаменелостях сохраняются отпечатки или слепки мягких тканей, и ещё реже в мягких тканях сохраняются меланосомы — органеллы, имеющие в своём составе меланин и другие светопоглощающие пигменты. По их форме учёные могут определить прижизненный окрас участка кожи или перьев у вымерших животных. К примеру, таким образом удалось узнать, что оперение археоптерикса было светлым, а кончики крыльев чёрными, что панцирь нодозаврида бореалопельты имел камуфляжный окрас, а компсогнатид синозавроптерикс был рыжим, с полосатым хвостом, а его мордочку украшала «маска», как у енота. Палеонтологи смогли установить прижизненный окрас всего у 18 динозавров — как оперённых, так и чешуйчатых.

А вот с птерозаврами учёным долго не везло. Несмотря на обилие ископаемых образцов этих животных — между прочим, первых позвоночных, освоивших полёт — им никак не попадались окаменелые меланосомы. Но вот международная группа палеонтологов из Китая, США и Бельгии изучила ранее не описанный образец тапеярида синоптеруса (Sinopterus dongi) из нижнемеловых отложений китайской формации Цзюфотан. В камне сохранился не только скелет животного, но и обширные отпечатки мягких тканей: пикнофибры, кожа, роговые чехлы когтей и мембрана крыльев. Пикнофибры, если кто не знает — это покров тела птерозавров, который считается гомологичным оперению динозавров и птиц. Образец сохранил целых три типа пикнофибров: простые, неветвящиеся монофиламенты; кистевидные, с ветвлением на кончиках; и перьеподобные, с ветвлением по обеим сторонам стержня. И вот в этих неветвящихся монофиламентах, которых было больше всего на теле синоптерусов, учёные через электронный микроскоп разглядели меланосомы.

Да непростые, а выстроенные в высокоупорядоченную фотонную наноструктуру, производящую иридисцентную окраску. При нормальном падении света синоптерусы были зелёно-голубого цвета, а если угол наклона менялся, то расцветка менялась в сторону тёмно-пурпурного/маджентового оттенка. Отпечаток кожи в нижней части характерного для тапеярид предчелюстного гребня сохранил чёткие ленточные паттерны химических элементов: меди, титана, никеля и серы. Учёные обнаружили три полосы, обогащённые микротельцами с этими элементами и предположили, что весь гребень птерозавра мог быть полосатым. Такой контрастный полосатый рисунок на голове почти наверняка имел сигнальную функцию и отвечал за визуальную коммуникацию — тапеяриды известны огромными гребнями, которым ранее приписывалась функция структуры для демонстрации. Новый меланиновый паттерн сильно поддерживает эту гипотезу.

Иридисцентная окраска оперения ранее считалась чертой, характерной исключительно для представителей группы паравесов — птиц и продвинутых теропод, таких как микрораптор и цайхун. Иридисценция в перьях современных птиц создаётся за счёт высокоупорядоченной наноструктуры меланосом, которые укладываются в тонкие параллельные слои или сложные трёхмерные массивы. Это приводит к когерентному рассеиванию света — интерференции волн, дающей яркие переливчатые цвета. До 2026 года ни в одной другой группе позвоночных, включая птерозавров, крокодилов, черепах и прочих, не было найдено прямых доказательств такой высокоорганизованной фотонной структуры меланосом. Считалось, что это эволюционное новшество появилось в линии, ведущей к птицам — где-то внутри манирапторов или паравесов. Открытие такой окраски у птерозавров ведёт к трём важным выводам. Во-первых, это подтверждает глубокую гомологию пикнофибров птерозавров и перьев динозавров и птиц: общие механизмы развития, разнообразие меланосом и способность создавать сложные фотонные структуры. Во-вторых, получается, что иридисценция на основе меланосом возникла значительно раньше и была распространена гораздо шире в эволюции архозавров, чем мы думали. Она появилась не позднее раннего мела, но скорее всего — ещё в триасе у общего предка птерозавров и динозавров. И, в-третьих, у птерозавров уже в раннем мелу существовала «современная» по сложности система окраски покровных структур, включая яркие цвета.

Таким образом, то, что раньше считалось эволюционным новшеством птиц и их ближайших родственников, теперь признаётся более древним и широко распространённым признаком архозавров. Это открытие существенно меняет представления об эволюции структурной окраски у амниот.