恐龍與現今的鳥類有多密切的關係？最近的一項研究深入探討了這個問題，調查了恐龍羽毛中的蛋白質在數百萬年和極端高溫下的進化和變化。SLAC國家加速器實驗室產生的強大X射線使研究人員對羽毛的演化有了新的認識。

新的研究顯示，恐龍羽毛的蛋白質組成與現代鳥類相似，這暗示了鳥類羽毛化學的早期起源，可能是在1.25億年前。研究發現，化石羽毛中的α-蛋白質很可能是在化石化過程中加熱形成的，而不是原本就存在的。(藝術家構想的恐龍羽毛）。

先前的研究表明，恐龍羽毛中含有的蛋白質使其硬度低於現代鳥類的羽毛。現在，科克大學學院（UCC）、能源部SLAC 國家加速器實驗室的史丹佛同步輻射光源（SSRL）以及其他機構的研究人員發現，恐龍羽毛最初的蛋白質組成與現代鳥類的羽毛非常相似。這項結果意味著，今天鳥類羽毛化學成分的起源可能比以前認為的要早得多，最早可能是在1.25億年前。“發現恐龍和鳥類之間新的相似之處真的令人興奮，”UCC 的古生物學家、這項新研究的第一作者Tiffany Slater 說。「我們利用X 射線和紅外線發現，恐龍Sinornithosaurus 的羽毛含有大量beta 蛋白，就像今天鳥類的羽毛一樣。這一發現驗證了我們的假設，即恐龍鳥類擁有堅硬的羽毛–就像現代鳥類一樣”。問題的關鍵在於蛋白質的組合。早期對恐龍羽毛進行的測試發現，恐龍的羽毛主要含有α-角蛋白，這種蛋白質會導致羽毛不那麼硬，而現代鳥類的羽毛則富含β-角蛋白，這種蛋白質會增強羽毛的飛行能力。不過，研究人員還是想知道，這種差異是反映了羽毛在生命過程中的真實化學性質，還是化石化過程中的人工痕跡。為了弄清楚這個問題，斯萊特和UCC的古生物學家瑪麗亞-麥克納馬拉（Maria McNamara）與SSRL的科學家們合作，分析了距今1.25億年的恐龍中尼龍（Sinornithosaurus）和早期鳥類孔子鳥（Confuciusornis）的羽毛，以及一根來自美國的一根距今5000萬年的羽毛。為了檢測古羽毛中的蛋白質，研究人員將化石放在SSRL強大的X射線面前，X射線可以顯示是否有β蛋白質的關鍵成分。SSRL 科學家薩姆-韋伯（Sam Webb）說，這有助於研究人員確定樣本中的β-蛋白質是仍處於”原生”狀態，還是隨著時間的推移發生了變化，以及這種變化是如何發生化學變化的。韋伯說，研究小組也進行了單獨的實驗，模擬化石隨著時間的推移所承受的溫度。這些實驗表明，化石中的α-蛋白質可能是在化石化過程中形成的，而不是羽毛在生命過程中的一部分。分析表明，雖然一些羽毛化石中含有大量α-蛋白，但它們很可能不是最初就有的，而是隨著時間的推移而形成的。形成它們的原因是化石經歷了高溫酷熱。斯萊特說：”我們的實驗有助於解釋這種奇怪的化學差異是化石化過程中蛋白質降解的結果。因此，儘管一些恐龍羽毛確實保留了原始β蛋白的痕跡，但其他羽毛化石中卻含有在化石化過程中形成的α蛋白。”韋伯說：”原始蛋白質成分可能會隨著時間的推移而改變，這是研究深部生物標誌物時經常被忽視的一個方面。”將我們的X射線光譜結果與實驗室對實驗加熱的羽毛樣本的額外測量結果進行比較，有助於校準我們的發現”。研究的資深作者瑪麗亞-麥克納馬拉（Maria McNamara）說：「古代生物分子的痕跡顯然可以存活數百萬年，但你不能從字面上解讀化石記錄，因為即使是看似保存完好的化石組織，在化石化過程中也被煮熟和壓扁了。我們正在開發新的工具，以了解化石化過程中發生了什麼，並揭開化石的化學秘密，將為我們提供令人興奮的進化新見解。”