De que cor eram os dinossauros? Museus, filmes e pinturas nos dão uma imagem vibrante de lagartos gigantes em verdes brilhantes, amarelos, roxos e azuis. Mas a verdade é que a cor dos dinossauros é um mistério. Paleontólogos como Julia Clarke, da Universidade do Texas, em Austin, e outros estão tentando resolver esse mistério usando um dos pigmentos naturais mais comuns do mundo: a melanina.
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Em um estudo recente na Nature, Clarke e seus colegas sugerem que os dinossauros emplumados injetaram uma gama de cores - pelo menos a cor que vem da melanina - no mundo antigo. Os pesquisadores acham que a aparência dessa variedade de cores na plumagem de dinossauro foi um efeito colateral de uma mudança na forma como os animais antigos armazenavam e usavam energia. As descobertas têm implicações sobre como os paleontologistas reconstroem como esses e outros dinossauros se pareciam.
A melanina é responsável pela coloração da pele mais escura nos seres humanos, manchas mais escuras ou listras nos lagartos e cores de penas mais escuras nas aves. Pequenos pacotes dentro de nossas células, chamados melanossomas, casa melanina. Em humanos e aves, a forma desses melanossomas corresponde a diferentes formas químicas de melanina e, portanto, cores diferentes. Por exemplo, tons vermelhos vêm de melanossomas redondos, e tons cinzentos vêm de melanossomos longos e finos. Melanossomas vêm em uma ampla variedade de formas e tamanhos, e esses correspondem a uma maior variedade de cores.
Os melanossomas multishaped encontrados em aves levaram os cientistas - em especial os paleontologistas - a se perguntar se melanossomas semelhantes são encontrados em aves antigas e dinossauros emplumados, os ancestrais das aves modernas. Felizmente, alguns achados fósseis incluem penas fossilizadas e , com um microscópio de alta potência, os cientistas podem realmente ver estruturas melanossômicas preservadas nessas plumagens petrificadas.
Sem um espécime moderno para comparar fósseis, os cientistas usam as formas dos melanossomas em aves modernas para dar pistas sobre quais cores um determinado dinossauro emplumado ou pássaro extinto poderia ter ostentado. "Isso é como um kit de ferramentas para nós", explica Clark. Usando essa técnica, Clarke e colegas da Universidade de Akron em Ohio e da Universidade de Geociências da China ligaram as formas de melanossomas em fósseis a tons vermelhos, cinzas, pretos ou iridescentes em antigos pássaros fossilizados e dinossauros emplumados.
Mas a equipe de Clarke sabia que os melanossomas fossilizados tinham mais a revelar. Os cientistas não tinham olhado para a cor da melanina em nada além de poucos mamíferos, pássaros e dinos de penas, Os pesquisadores queria ver se formas de melanossomos em todo o espectro do reino animal, extintas e vivas, poderiam lançar luz sobre quando as formas dos pacotes de pigmento evoluíram para exibir tal variedade. Identificar esse momento lhes daria uma forte evidência de quando os dinossauros desenvolveram cores diferentes.
Os melanossomas de um dinossauro fossilizado chamado Beipiaossauro não mostram muita variedade de formas, enquanto um pássaro fossilizado mostra melanossomas finos associados a cores cinzentas vistas em mamíferos e aves vivos. (Imagem: Clarke et al.)A equipe começou por amostrar cabelo, pele e penas de 181 mamíferos vivos, tartarugas, lagartos, crocodilos e pássaros. Na China, eles examinaram fósseis de 13 lagartos, tartarugas, dinossauros e répteis voadores chamados pterossauros, todos do período Cretáceo e Jurássico, há cerca de 200 a 66 milhões de anos. As amostras fossilizadas variavam de penas preservadas a manchas de pele a filamentos difusos de animais que ostentavam espigas que não eram exatamente penas.
Os pesquisadores então usaram um microscópio eletrônico de varredura para visualizar os melanossomas nessas estruturas antigas. Eles analisaram o tipo de corpo que cobria os melanossomos de cada amostra (extinta e viva) - pele, cabelos, penugem ou penas - e mediram diferenças em suas formas em diferentes linhagens de animais: aves, mamíferos e répteis.
“Se você observar lagartos vivos, tartarugas e crocodilos, há uma faixa muito pequena nas formas de melanosma”, diz Clarke. “Você pode ter melanossomos de forma muito semelhante, apenas muito sutilmente diferentes, em um marrom versus um preto versus um lagarto cinza.” E não mudou muito de antigas tartarugas e lagartos para as modernas - os menossomos em lagarto e tartaruga fossilizados permanecem também parece muito semelhante e não pode ser usado para prever a cor que os animais poderiam ter.
No entanto, dinossauros emplumados, especificamente os primeiros dinossauros maniraptores que apareceram na Terra há cerca de 150 milhões de anos e se tornaram pássaros, ostentavam a maior diversidade de formas melanossômicas. Curiosamente, os dinossauros fuzzy - aqueles com filamentos pontiagudos e protofeathers - evolutivamente precederam seus irmãos emplumados, mas também não apresentam diversidade de formas melanossomo. “Somente com a origem das penas você vê uma enorme explosão na diversidade de formas melanossomas”, diz Clarke.
Uma explosão na diversidade de cor da melanina provavelmente veio com esse intervalo na forma do melanossomo. Isso não significa lagartos antigos, tartarugas e dinossauros com escamas ou apenas filamentos não eram coloridos. Eles podem simplesmente confiar em diferentes pigmentos para sua cor, explica Clark.
Estranhamente, pêlos de mamíferos e penas de aves modernas compartilham essa diversidade na forma de melanossomos, apesar do fato de que que eles são famílias de animais totalmente sem parentesco . Em um nível molecular, mamíferos e pássaros até produzem cores baseadas na melanina de maneiras totalmente diferentes. No entanto, parece que cada um deles desenvolveu independentemente essa diversidade de melanossomos.
Mas, por que os melanossomas evoluiriam diferentes formas em dinossauros emplumados e não mais cedo? Clarke e colegas sugerem que, pelo menos em dinossauros emplumados, a variedade de formas de melanossomas pode ter algo a ver com a fisiologia das criaturas. Para pistas sobre o que essa coisa pode ser, Clarke chama novamente a relação ancestral entre dinossauros emplumados e pássaros.
Os cientistas observaram uma conexão genética entre como os melanossomas são feitos e como os pássaros regulam a energia - em particular, alguns genes que determinam a forma dos melanossomas também estão envolvidos no armazenamento de gordura nas galinhas. Com base nisso, os pesquisadores acham que uma mudança genética relacionada a como os dinossauros emplumados regulavam a energia em seus corpos poderia ter causado, inadvertidamente, uma mudança na forma como eles produziam a melanina.
Se for verdade, este seria um bom exemplo de pleiotropia, onde um conjunto de genes pode influenciar traços aparentemente não relacionados, um fenômeno que é bastante comum no mundo biológico. Por enquanto, porém, estamos um passo mais perto de compreender as regras que governam a complexidade de um dinossauro.