Šareni dinosaurusi?
Kada pomislimo na dinosauruse, teško da će nam jarke narandžaste i crvene boje biti prva asocijacija na ove životinje. Sa druge strane, ako se setimo pauna, odmah nam na pamet pada njegovo šareno perje. Iako naizgled dinosaurus i paun nemaju ništa zajedničko, filogenetsko stablo govori drugačije, a skorije istraživanje ukazuje na mogućnost da su ove grupe organizama povezane i bojama.
Zašto ptice i dinosaurusi?
Filogenetsko stablo predstavlja razgranati dijagram koji oslikava evolutivne, tj. srodničke odnose između različitih organizama. Na kraju svake grane nalazi se određena vrsta, a svako mesto grananja jeste najmlađi zajednički predak onih vrsta koje su predstavljene samim granama. Kako bi se tkivno-specifična obojenost sagledala u filogenetskom kontekstu, upravo je jedan ovakav dijagram korišćen pri navedenom istraživanju. Tako se, u ovom slučaju, kao predačka uzima grupa Archelosauria, od koje poreklo vode Testudines (kornjače) i Archosauria (krokodili i ptice). Na osnovu obojenosti živih vrsta ptica, bilo je moguće utvrditi verovatnoću obojenosti njihovih predaka.
Prikaz obojenih i neobojenih regiona tela na uprošćenom filogenetskom stablu; siva – neobojeno, narandžasta – obojena koža, žuta – obojene krljušti i kljun, roze – obojeno perje.
Izvor: https://scitechdaily.com/images/Simplified-Evolutionary-Tree-Bright-Colors-777×736.jpg
Šta omogućava obojenost ptica?
Obojenost ptica potiče od dve vrste pigmenata – melanina i karotenoida.
Melanin se stvara u ćelijama melanocitima, slabo je podložan razgradnji (za razliku od karotenoida) i odgovoran je za mehaničku podršku i tamnu boju perja. Na osnovu analize fosila brojnih dinosaurusa utvrđeno je da su ovi pigmenti prisutni kod svih ispitivanih grupa.
Nasuprot tome, način na koji su karotenoidi kao izvori narandžaste, žute i crvene boje evoluirali nije sasvim poznat. Oni se nalaze u različitim tkivima kod ptica, pa su tako uglavnom obojeni regioni kože glave i nogu, kljuna, kreste, kao i perje. Ova jedinjenja uzimaju se iz hrane, metabolički se prerađuju, a onda deponuju u tkivima kako bi dali obojenost. Eksperimentalno je pokazano da se boja kože poreklom od karotenoida može veoma brzo menjati – nakon unosa hrane bogate tim pigmentima, potrebno je samo 48 sati da se obojenost kože znatno pojača. Obnavljanje boje perja je, međutim, ograničeno isključivo na cikluse mitarenja.
Obojenost kljuna i regiona oko očiju poreklom od karotenoida kod tukana.
Izvor: http://www.commonwealthclub.org/sites/default/files/imagecache/gallery_images/toucan_3.jpg
Obojenost kljuna i regiona oko očiju kod tukana
Izvor: https://i0.wp.com/kot-pes.com/wp-content/uploads/2015/07/Tykan_04.jpg
Melanin daje tamnu boju perja
Izvor: https://www.edutelevision.com/wp-content/uploads/2017/07/dugorepa-ptica-udovica.jpg
Da li sa sigurnošću znamo da su dinosaurusi bili ,,šareni”?
S obzirom na to da se karotenoidi relativno lako razgrađuju i u skladu s tim teško opstaju u fosilinim ostacima, za utvrđivanje njihovog postojanja kod izumrlih predaka primenjivani su podaci o živim potomačkim vrstama. Kao izvor materijala korišćene su slike i opisi 4022 postojeće vrste ptica i 12 vrsta kornjača i krokodila. Na taj način je potvrđivano prisustvo odgovarajućih boja. Potom je, upotrebom različitih modela i algoritama, istraživana evolucija karotenoida.
Rezultati su pokazali da je kod 54,3% ispitivanih vrsta ptica obojenost (poreklom od karotenoida) prisutna bar u jednom regionu kože. Od njih, kod 86,1% vrsta, boja postoji isljučivo u delovima tela koji nisu perje. Nasuprot tome, kod samo 7,5% vrsta, boje karotenoidnog porekla eksprimiraju se isključivo u perju.
Odgovarajućim matematičkim modelima pokazano je da postoji verovatnoća od 50% da je najmlađi zajednički predak grupe Archosauria imao jarko obojenu kožu (pri čemu je boja poreklom od karotenoida), dok verovatnoća takve obojenosti perja i kandži iznosi 0%.
Koliko je verovatno da su dinosaurusi bili ovako obojeni?
Izvor: https://i.pinimg.com/originals/0e/bf/7a/0ebf7aaae81519e724dee23fc6ec78fe.jpg
Povezanost ishrane i obojenosti
S obzirom na to da ispitivane vrste životinja karotenoide dobijaju hranom, pretpostavljeno je da postoji određeni stepen povezanosti između načina ishrane i obojenosti organizama. Istraživanje je i potvrdilo ovu vezu – unošenje hrane bogate karotenoidima u korelaciji je kako sa brojem obojenih telesnih regiona, tako i sa brojem različitih tipova tkiva koji su narandžaste, žute ili crvene boje. Posmatrajući konkretne tipove ishrane, ustanovljeno je da se karotenoidi u znatno većoj meri eksprimiraju kod herbivornih (biljojednih) vrsta ptica nego što je to slučaj sa pticama koje su karnivori (mesojedi) i omnivori (svaštojedi).
Kako boje današnjim pticama služe za privlačenje partnera, kamuflažu, odbranu od predatora i slično, moguće je da je obojenost određenih delova tela dinosaurusa imala iste uloge. Sa daljim razvojem genetike i fiziologije otvoriće se novi putevi za bolje razumevanje mehanizama tkivno-specifične obojenosti karotenoidima i evolutivnih puteva takve obojenosti u okviru grupe Dinosauria.
Izvori:
- https://www.sciencedaily.com/releases/2021/12/211209201651.htm
- Davis, S. and Clarke, J., 2021. Estimating the distribution of carotenoid coloration in skin and integumentary structures of birds and extinct dinosaurs. Evolution, 76(1), pp.42-57.
