Mikroskopisk analys avslöjar överraskande pigmentstrukturer

En mikroskopisk granskning av förstenad hud från en ung diplodok hittad i Montana har visat pigmentstrukturer som bevisar mörka fläckar och ojämn färgfördelning. De gigantiska växtätarna från juraperioden såg troligen inte ut som gråa monster – de bar komplexa mönster på kroppen.

De flesta rekonstruktioner har hittills avbildat jurajättarna i tråkiga nyanser av grått och brunt. Nu tittar forskare i mikroskopet och ser något helt annat: en komplex pigmentering hos en ung diplodok som antyder en mycket rikare palett av färger, mönster och funktioner än någon någonsin föreställt sig.

Upptäckten började i Montana

Hela upptäckten tog sin början på fyndplatsen Mother’s Day Quarry i den amerikanska delstaten Montana. Här hittade man kvarlevorna av flera unga diplodoker som sannolikt omkom under en kraftig torka. Deras kroppar torkade först ut i solen och blev sedan snabbt täckta av sediment.

Denna kombination av omständigheter visade sig vara ovärderlig för vetenskapen, eftersom den möjliggjorde bevarandet av hudfragment med ovanligt fina detaljer. Det är sällsynt att paleontologer får tillgång till sådant material.

Melanosomer funna i dinosaurhud

Forskarna studerade fossilen med ett elektronmikroskop och upptäckte mikroskopiska strukturer som vi känner från nutida organismer. I diplodokens hud identifierade de melanosomer – små ”kapslar” för pigment som är ansvariga för mörka färger hos fåglar, kräldjur och däggdjur.

Sådana strukturer fyllda med pigmentet melanin har hittills främst förknippats med fjäderdräkt hos fågelliknande dinosaurier. Hos stora växtätande sauropoder, som diplodoken tillhör, har det fram till nu saknats konkreta bevis för någon form av komplex färgsättning.

Så här såg diplodokens hud ut under elektronmikroskopet

Forskarna undersökte förstenande fjäll på storleken av en människonagel med hjälp av elektronmikroskop. I hudstrukturen syns tydligt hexagonala – alltså sexkantiga – fjäll och mellan dem tunna lager rika på kol. Just där hittade de spår av mikroskopiska strukturer som vi känner väl från nutida organismer.

Analysen av melanosomernas fördelning i den förstenande huden gav en överraskning. Dessa mikroskopiska strukturer förekom inte jämnt fördelade. Istället bildade de täta kluster och zoner med markant färre pigmentstrukturer. En sådan fördelning leder till en enkel slutsats: diplodokens hud såg inte ut som en slät, enhetlig yta i en färg.

Forskarna skiljer också mellan två huvudtyper av melanosomer: avlånga och mer tillplattade. Hos nutida djur resulterar en sådan kombination av former i olika nyanser och visuella effekter – från djupbrunt till nästan svart, ibland med subtila ljusreflexer. Den samlade uppsättningen kännetecken observerade i diplodokens hud motsvarar mörka, färgmässigt varierade partier av kroppen, motsvarande dem vi ser hos många nutida kräldjur och fåglar.

Diplodoken var inte enfärgat grå

Det betyder att unga diplodoker sannolikt såg långt mer ”levande” ut än filmer, spel eller museiutställningar hittills visat. Det handlar inte om ett färgsprakande regnbågsutseende, men mörka fläckar, ränder eller prickar verkar plötsligt långt mer sannolika. Den ojämna färgsättningen påminde snarare om ett oregelbundet, fläckigt mönster med skiftande ljusare och mörkare avsnitt.

En del av forskarna kopplar denna färgmässiga variation till debatten om sauropodernas ämnesomsättning. I åratal har det pågått en strid om huruvida gigantiska dinosaurier var tröga som nutida kräldjur, eller närmare fåglar – varmare, mer aktiva, med en snabbare ämnesomsättning. Den differentierade pigmenteringen hos unga diplodoker kan antyda en fysiologi närmare fåglar än nutida kräldjur, åtminstone vad gäller hudens vävnadsfunktioner.

Man måste dock komma ihåg att nuvarande data kommer från ett litet prov och uteslutande gäller unga individer. Vi vet ännu inte om vuxna diplodoker hade liknande mönster, eller om deras hud med åldern kanske blev mörkare eller mer enhetlig.

Vad använde dinosaurierna mönster på huden till?

Färg och mönster på kroppen är inte bara dekoration. Hos nutida djur tjänar de flera viktiga funktioner, och forskarna antar att det sannolikt var motsvarande hos unga diplodoker. Oftast nämns följande huvudroller:

Kamouflage – oregelbundna fläckar bryter silhuettens kontur och hjälper djuret att smälta samman med bakgrunden av vegetation eller skugga
Reglering av kroppstemperatur – mörkare partier absorberar värme snabbare, ljusare värms upp långsammare
Kommunikation – kontrasterande mönster kan signalera mognad, hälsa eller tillhörighet till en grupp
Skydd av ungar – färger kunde hjälpa unga individer att försvinna i omgivningen innan de växte sig stora nog att avskräcka rovdjur i kraft av sin storlek enbart
Termoreglering vid olika tidpunkter på dagen – olika hudpartier kunde absorbera solstrålning olika
Individigenkänning – mönster gjorde det möjligt att skilja flockmedlemmar från främmande
Könssignalering – mörkare eller ljusare partier kunde indikera hane eller hona
Varningsfärgning – kontrasterande fläckar kunde avhålla rovdjur från att attackera unga diplodoker

Hos de enorma växtätarna som växte sig flera tiotals meter långa kunde färgerna ha ytterligare en uppgift: att hjälpa unga individer att försvinna i omgivningen innan de hann växa sig så stora att de avskräckte rovdjur genom ren storlek enbart.

Vad berättar färgen om dinosauriernas ämnesomsättning?

Forskarna ser mer än bara estetik i diplodokens hud. Själva förekomsten av varierade pigment antyder en ganska aktiv vävnadsbiologi. Komplexa mönster som styrs precist av organismen kräver energi och ett fungerande regleringssystem. Den differentierade pigmenteringen hos unga diplodoker kan peka på en fysiologi närmare fåglar än nutida kräldjur, åtminstone vad gäller hudens vävnadsfunktioner.

Varje nytt exempel på välbevarade hud- eller fjäderprover ger möjlighet att lägga till nya nyanser till en avlägsen svunnen era. Det påverkar i sin tur rekonstruktionerna på museer, i filmer eller spel – och introducerar oss gradvis till tanken att förhistoriska landskap var visuellt långt mer varierade. Den förstenande huden från Montana undergräver den vana bilden. Det visar sig plötsligt att även de största växtätarna inte var färglösa massor utan bar konkreta mönster synliga för andra individer och för rovdjur.

Varför är just detta fynd så viktigt?

Hud bevaras extremt sällan i sten. I de flesta fall lämnar dinosaurier bara knotor som det är svårt att härleda något säkert om färgsättning från. Därför gör fallet med den unga diplodoken från Mother’s Day Quarry desto större intryck. Här är inte bara själva avtrycket av fjäll bevarat utan också kemiska och mikroanatomiska strukturer.

Det ger möjlighet till jämförelse med data från laboratorier som arbetar med nutida djur. Forskarna gissar alltså inte helt i blindo – de jämför det de ser i stenen med konkreta exempel från nutida fauna. Forskarna understryker att det fortfarande finns gott om arbete framöver. Hittills har de bara analyserat pigment i några få hudfragment från en enda fyndplats.

Det naturliga nästa steget blir att kontrollera om liknande strukturer förekommer hos andra sauropoder och på andra delar av kroppen. Om det lyckas hitta melanosomer på exempelvis svansar, halsar eller kroppsidor hos olika arter uppstår en långt mer fullständig bild. Därefter blir det möjligt att börja skilja mönster karakteristiska för unga och vuxna, hanar och honor, ja till och med enskilda arter som levde sida vid sida.

Föreställningen om dinosaurier är under förändring

I årtionden har dinosaurier i populärkulturen nästan alltid sett likadana ut: olivgröna, bruna, grågrönä. Det berodde delvis på brist på hårda data och delvis på föreställningen att enorma djur ”av naturen” måste vara dämpade i färgen. Det är också värt att nämna att melanin bara är en av pigmentgrupperna. Hos nutida fåglar eller kräldjur är det andra kemiska föreningar som är ansvariga för röda, gula och gröna färger – och de bevaras ofta sämre i sten.

Det utesluts inte att en del av dinosauriernas färger för alltid kommer förbli en hemlighet, även med de mest avancerade analysmetoderna. Desto mer räknas varje fall där förstenad hud bevarar även ett fragment av en svunnen ”målning”. Tack vare fynd som diplodoken från Montana närmar vi oss gradvis en mer realistisk syn på världen för hundrafemtio miljoner år sedan – en värld som var mer färgrik och varierad än den grå museimodellen hittills visat.

Hjälper detta fynd dig att föreställa dig dinosaurier annorlunda än du sett dem i televisionen?