愛爾蘭科克大學學院（UCC）的古生物學家發現了化石羽毛中蛋白質的X 射線證據，為羽毛的進化提供了新的線索。先前的研究表明，古代羽毛的成分與今天鳥類的羽毛不同。然而，新的研究揭示，現代羽毛的蛋白質成分也存在於恐龍和早期鳥類的羽毛中，這證實了羽毛化學的起源比以前認為的要早得多。

來自綠河地層（約5,000 萬年前，美國）的羽毛化石。標本保存在耶魯大學皮博迪自然史博物館，新方法揭示恐龍與鳥類的相似之處，刻度線表示100 毫米。資料來源：蒂芬妮-斯萊特博士

基於斯萊特等人2003 年論文的圖表摘要。圖片來源：科學圖形設計

今天發表在《自然-生態學與演化》（Nature Ecology and Evolution）上的這項研究由古生物學家蒂芙尼-斯萊特博士（Dr. Tiffany Slater）和加州大學柏克萊分校生物、地球與環境科學學院的瑪麗亞-麥克納馬拉教授（Prof. Maria McNamara）領導，他們與中國臨沂大學和美國史丹佛大學同步輻射光源（Stanford Synchrotron Radiation Lightsource）的科學家合作完成。

研究團隊分析了距今1.25億年前的羽毛，這些羽毛來自中國鳥龍屬（Sinornithosaurus）和早期鳥類”孔子鳥”（Confuciusornis），以及來自美國的一根距今5000萬年前的羽毛。

圖為蒂芬妮-斯萊特博士在科克大學生物、地球與環境科學學院。圖片來源：Daragh Mc Sweeney/Provision

斯萊特博士說：「發現恐龍和鳥類之間新的相似之處確實令人興奮。為此，我們開發了一種檢測古代羽毛蛋白質痕蹟的新方法。利用X射線和紅外線，我們發現恐龍中尼龍的羽毛含有大量的β蛋白，就像今天鳥類的羽毛一樣。”

為了幫助解讀保存在羽毛化石中的化學訊號，研究團隊也進行了實驗，以幫助理解羽毛蛋白質在化石化過程中是如何分解的。現代鳥類的羽毛含有豐富的β蛋白，有助於增強羽毛的飛行能力。

斑馬雀羽毛的掃描電子顯微鏡影像。刻度線表示200 微米。圖片來源：蒂芬妮-斯萊特博士

“不過，先前對恐龍羽毛進行的測試發現，大部分都是α蛋白。我們的實驗現在可以將這種奇怪的化學反應解釋為化石化過程中蛋白質降解的結果。因此，儘管一些羽毛化石確實保留了原始β蛋白的痕跡，但其他羽毛化石卻遭到了破壞，告訴了我們一個關於羽毛進化的錯誤說法。”

這項研究有助於回答一個長期存在的爭論，即羽毛蛋白質和一般蛋白質是否能保存在深層時間中。

圖為蒂芬妮-斯萊特博士和瑪麗亞-麥克納馬拉教授在科克大學生物、地球和環境科學學院的實驗化石實驗室。圖片來源：Daragh Mc Sweeney/Provision

研究的資深作者瑪麗亞-麥克納馬拉（Maria McNamara）教授說：”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也在化石化過程中被煮熟和壓扁了。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。這將使我們對重要組織及其生物分子的演化有令人興奮的新認識”。