研究人员首次在一个古老的化石中发现了红色素的化学痕迹 - 这是一种保存完好的老鼠，与今天的田鼠一样，在300万年前漫游在现在的德国威勒斯豪森村。
这项研究显示，这位绝种的生物被作者亲切地称为“强大的老鼠”，背部和侧面都是棕色到红色的皮毛，并且有一个微小的白色肚子。结果发表在Nature Communications上。
由英国曼彻斯特大学的研究人员领导的国际合作使用X射线光谱和多种成像技术来检测这种长期灭绝的小鼠中色素的微妙化学特征。
曼彻斯特联合主导这项研究的教授菲尔曼宁说：“地球上的生命已经在化石记录中散布着大量信息，这些信息最近才被科学所接受。” “现在可以部署一套新的成像技术，这使我们能够深入了解化石有机体的化学历史和保存其组织的过程。一旦我们看到简单的矿物质，现在我们轻轻地解开'生化鬼'已灭绝的物种。“
该研究小组包括来自美国能源部SLAC国家加速器实验室的科学家，他们使用SLAC斯坦福同步辐射光源(SSRL)和英国钻石光源(DLS)的X射线束。
画一幅过去的照片
颜色在引导进化数亿年的选择性过程中起着至关重要的作用。但直到最近，用于研究化石的技术还无法探索古代动物的色素沉着，这在重建它们的样子时起着关键作用。
这篇最新论文标志着通过绘制与色素黑色素(动物中的主要色素)相关的关键元素，解决长期物种中化石色素的解决能力的突破。以真黑素的形式，颜料呈现黑色或深棕色，但是以褐黑素的形式，它产生微红或黄色。
建立基础
直到最近，研究人员一直关注已知与真黑素相关的元素痕迹，这些元素在之前的实验中揭示了第一批鸟类羽毛中的深色和浅色图案，包括首先在恐龙之间提供明确联系的着名化石始祖鸟。和鸟类。
2016年，共同作者，SLAC的科学家尼克·爱德华兹(Nick Edwards)领导了一项研究，该研究证明了在现代鸟类羽毛中区分真黑素和褐黑素的潜力。这项工作为这篇最新论文提供了一个化学基准，这是第一次证明在古代化石中可以检测出难以捉摸的红色色素，这种色素在地质时间上远没有那么稳定。
“在我们将这项技术应用于这些古老的动物之前，我们必须利用现代动物组织建立一个坚实的基础，”爱德华兹说。“使用化学特征来破解具有软组织化石的古代动物的着色真的是一个转折点。”
为了揭示强大的老鼠的化石模式，曼彻斯特队使用SSRL和DLS在强烈的X射线中洗涤化石。这些X射线与颜料中发现的痕量金属的相互作用使得团队能够重建鼠标皮毛中的微红色。
“这项研究中使用的化石保留了令人惊叹的结构细节，但我们的工作强调，这种特殊的保存也可能导致非凡的化学细节，从而改变我们对化石中可能解决的问题的理解，”曼彻斯特地球化学教授Roy Wogelius说。共同领导了这项研究。“在整个动物界，我们学到了很多关于色素沉着化学的知识”
添加新维度
他们工作的关键是确定痕量金属被掺入化石小鼠皮毛中的方式与它们与组织中高浓度红色素的动物的色素结合的方式完全相同。
“当您在特定领域进行研究时，您的技术范围可能会发生变化，”Uwe Bergmann说，他是SLAC的共同作者和杰出的科学家，他领导了本研究中使用的X射线荧光成像的开发。“希望你可以开发一种工具，当研究新的东西时，它将成为标准武器库的一部分，我相信化石的应用就是一个很好的例子。”
这项工作涉及物理学，古生物学，有机化学和地球化学，为科学家们提供了未来的发展方向。
“我们希望这些结果意味着我们可以更有信心重建已灭绝的动物，从而为进化研究增添另一个层面，”Wogelius说。
该团队还包括来自日本藤田健康大学的研究人员; 斯坦福大学PULSE学院; 南卡罗来纳州查尔斯顿学院; 印第安纳波利斯儿童博物馆; 英国南安普顿大学; 和西班牙的古生物学联合会。这些化石由德国哥廷根大学提供给研究。