爱尔兰科克大学学院（UCC）的古生物学家发现了化石羽毛中蛋白质的 X 射线证据，为羽毛的进化提供了新的线索。以前的研究表明，古代羽毛的成分与今天鸟类的羽毛不同。然而，新的研究揭示，现代羽毛的蛋白质成分也存在于恐龙和早期鸟类的羽毛中，这证实了羽毛化学的起源比以前认为的要早得多。
来自绿河地层（约 5000 万年前，美国）的羽毛化石。标本保存在耶鲁大学皮博迪自然历史博物馆，新方法揭示恐龙与鸟类的相似之处，刻度线表示 100 毫米。资料来源：蒂芙尼-斯莱特博士
基于斯莱特等人 2003 年论文的图表摘要。图片来源：科学图形设计
今天发表在《自然-生态学与进化》（Nature Ecology and Evolution）上的这项研究由古生物学家蒂芙尼-斯莱特博士（Dr. Tiffany Slater）和加州大学伯克利分校生物、地球与环境科学学院的玛丽亚-麦克纳马拉教授（Prof. Maria McNamara）领导，他们与中国临沂大学和美国斯坦福大学同步辐射光源（Stanford Synchrotron Radiation Lightsource）的科学家合作完成。
研究小组分析了距今1.25亿年前的羽毛，这些羽毛来自中国鸟龙属（Sinornithosaurus）和早期鸟类"孔子鸟"（Confuciusornis），以及来自美国的一根距今5000万年前的羽毛。
图为蒂芙尼-斯莱特博士在科克大学生物、地球和环境科学学院。图片来源：Daragh Mc Sweeney/Provision
斯莱特博士说："发现恐龙和鸟类之间新的相似之处确实令人兴奋。为此，我们开发了一种检测古代羽毛蛋白质痕迹的新方法。利用X射线和红外线，我们发现恐龙中尼龙的羽毛含有大量的β蛋白，就像今天鸟类的羽毛一样。"
为了帮助解读保存在羽毛化石中的化学信号，研究小组还进行了实验，以帮助理解羽毛蛋白质在化石化过程中是如何分解的。现代鸟类的羽毛中含有丰富的β蛋白，有助于增强羽毛的飞行能力。
斑马雀羽毛的扫描电子显微镜图像。刻度线表示 200 微米。图片来源：蒂芙尼-斯莱特博士
"不过，以前对恐龙羽毛进行的测试发现，大部分都是α蛋白。我们的实验现在可以将这种奇怪的化学反应解释为化石化过程中蛋白质降解的结果。因此，尽管一些羽毛化石确实保留了原始β蛋白的痕迹，但其他羽毛化石却遭到了破坏，告诉了我们一个关于羽毛进化的错误说法。"
这项研究有助于回答一个长期存在的争论，即羽毛蛋白质和一般蛋白质是否能保存在深层时间中。
图为蒂芙尼-斯莱特博士和玛丽亚-麦克纳马拉教授在科克大学生物、地球和环境科学学院的实验化石实验室。图片来源：Daragh Mc Sweeney/Provision
该研究的资深作者玛丽亚-麦克纳马拉（Maria McNamara）教授说："古代生物分子的痕迹显然可以存活数百万年，但你不能从字面上解读化石记录，因为即使是看似保存完好的化石组织也在化石化过程中被煮熟和压扁了。我们正在开发新的工具，以了解化石化过程中发生了什么，并揭开化石的化学秘密。这将使我们对重要组织及其生物分子的进化有令人兴奋的新认识"。