翻開一本滅絕動物圖集，你能看到許多長相奇特的動物：身懷巨鉗的紅色奇蝦、長著螺旋狀牙齒的藍色旋齒鯊、兩對翅膀的亮黑色小盜龍等。在感嘆它們的神奇外貌的同時，你有沒有想過，它們真的長這樣嗎？科學家們怎麽知道的呢？
從化石中尋找色彩
奇蝦的大鉗子、旋齒鯊的螺旋齒和小盜龍的兩對翅膀雖然很不可思議，不過這確實是有事實依據的，畢竟這些結構都栩栩如生地保存在化石中。但是，化石都是灰撲撲的，科學家們怎麽從中看出了奇蝦的紅色、旋齒鯊的藍色和小盜龍的「五彩斑斕的黑色」呢？
這些遠古的滅絕動物，我們自然是找不到繪畫作品和影像資料了，那麽只能直接參考現代動物。比如現代鯊魚多是灰藍色的，這是它們在海洋中的保護色，因此科學家推測旋齒鯊是藍色的。奇蝦是蝦蟹類的祖先，想象圖中常將它繪成帝王蟹的顏色——紅色。當然，這種方法是不那麽準確的，直到本世紀初，科學家們才找到了推測古生物膚色的靠譜方法。
如果問你，植物的葉子為什麽是綠色的？你可能馬上會告訴我，因為它們具有葉綠體。動物雖然沒有葉綠體，但是卻有另一種色素體——黑素體。2006年，英國布裏斯托大學的生物學家雅各布·文特爾首次發現了這種色素體。在研究一塊2億歲的烏賊墨囊化石時，文特爾看到烏賊細胞中有一個個含有許多黑色顆粒的液泡，他將之命名為黑素體。這些黑素體中裝的就是烏賊的墨汁，因為黑素體的存在，整個墨囊都呈黑色。文特爾又觀察了許多鳥類的羽毛，同樣在細胞中找到了類似的液泡，經過認真觀察，文特爾將黑素體分為兩種：一種為卵圓形，制造黑色色素；一種為球形，制造鐵銹紅色的色素。在鳥羽中，這些不同的黑色素相互混合，最終調配成灰、棕、白等顏色。
既然兩億年前的烏賊化石中還能清楚看到黑素體的結構，那麽其他動物的化石是不是也能看到黑素體呢？答案是肯定的，2010年，包括文特爾在內的多位古生物學家首次在中華龍鳥（一種小型食肉恐龍）的羽毛化石上發現了黑素體。為了還原中華龍鳥的顏色，科學家們需要在動物化石的頭部、背部、腹部、四肢等各個部位取樣，分析黑素體的形狀和各處的分布密度等，然後再與現存鳥類的黑素體結構進行對比，如果吻合比較多就是顏色大多一致。比如，現代鳥類的黑色羽毛中的黑素體是長軸黑素體，如果化石中某處的羽毛也具有這樣的黑素體，就說明該部位羽毛的顏色跟現代鳥類的黑羽類似。這樣，科學家們最終還原出中華龍鳥的樣子，它的毛發呈現粟色或紅棕色，尾巴則是橙白兩色相間，整體「膚色」與松鼠類似。
除了黑素體，動物體內還有一些其他的色素，比如血紅素和胡蘿蔔素等，可是這些色素沒有專門的細胞結構儲存，在化石形成過程中很容易降解，而且一旦降解就幾乎無法復原，所以在化石中幾乎看不到這些彩色色素。不過，科學家們發現，很多色素都與某些金屬原子有關，比如血紅素的中心元素是鐵，合成真黑色素的酶需要銅元素等。因此如果在化石中發現了相關元素，也可以據此推測該部位的體色。
「五彩斑斕的黑」是什麽黑
其實，如果你認真觀察，你會發現生物的體色並不是單一的顏色。在光線照射下，生物體色往往是深淺不一的，這是因為，體色並不完全由色素決定，還與身體結構有關。不同的身體部位的微結構會影響光線的穿透路徑和反射程度，過濾或反射特定波長的光線，這樣我們就會看到不同的色彩。科學家們將這種由於身體結構不同而產生的顏色稱為結構色，結構色比色素色的色彩要鮮艷和豐富很多。
甲蟲是結構色的典型代表，幾十只甲蟲放在一處，都幾乎找不到顏色相同的兩只，讓人不敢相信這些「膚色」也是由幾種相同的色素產生的。愛爾蘭考克大學的古生物學家瑪利亞·麥克納馬拉及其團隊研究了約600種不同昆蟲的化石，發現這些昆蟲的外骨骼（昆蟲特有的一種覆蓋全身的堅硬的外部結構）是由很多僅100奈米厚的薄層堆疊而成的。這些薄層對光線的反射程度不同，層數越多，所顯示出的顏色越鮮亮。因此，盡管色素組成相同，甲蟲的膚色也不會一模一樣。
小盜龍是多彩結構色的另一個代表。在小盜龍的化石中，來自北京大學、美國德克薩斯大學等多國的研究者們也只找到了黑素體這一種色素，但是他們認為，小盜龍的「黑皮膚」不是單純的黑色，而是一種能反射出多彩色澤的「五彩斑斕的黑色」，這得益於黑素體的奈米結構。
研究者們從小盜龍的各個部位取了26個樣品，掃描得到了這些部位的黑素體的結構和分布圖，然後將它們與現代鳥類的彩虹色羽毛的黑素體進行對比。數據分析表明，彩虹色羽毛部位的黑素體比黑灰色羽毛的黑素體要更加細長且排布更加規律，而小盜龍的26個樣本中，排除沒有檢測到黑素體的7個樣本，剩余的19個樣本中有13個都具有與彩虹色羽毛的黑素體相同的形態和排布方式。據此，研究者們得出了結論，小盜龍的黑色羽毛在不同的光照角度下會折射出藍、綠、紅、黃等多種色彩。
膚色不同，生境不同
看到這裏，想必你也看出來了，推測古生物的膚色確實是一個困難的工作，而且很可能因為結構不全而得到錯誤的答案，那麽有什麽方法能驗證一下結論嗎？
在對現代生物的研究中，我們發現，生物的膚色與生境有很大的關系，比如兩極地區白色的北極熊、熱帶草原上棕色的非洲獅等。因此，可以認為，古生物的生境和膚色也有關系，兩者可以相互驗證。
2016年9月，英國布裏斯托大學的研究人員重現了如麗嘴龍的膚色。它的面部顏色較深，背部為深褐色，腹部膚色逐漸變淺，前肢有黑色斑點，後背皮膚有深淺不一的條紋。生物學家們稱這種體色分布為「反蔭蔽」。許多現代動物都具有這種體色分布，比如魚類常常具有背部顏色深、腹部顏色淺的特點，這樣從上往下看，深色的背部與海水融為一體，從下往上看，淺色的腹部又與天空顏色相近，不易被發現。與之相似，生活在光線向四面八方反射的環境中的生物，也具有這樣的體色，比如森林中的各種鳥類。據此，研究人員推測，如麗嘴龍也生活在森林中，反蔭蔽的膚色有利於它們在森林中「隱身」，躲開兇猛的食肉恐龍，這也與它們的「小個子」和植食性特征相符。
與如麗嘴龍相反，顏色更加鮮亮的中華龍鳥則可能生活在樹木低矮、植被稀疏的河流附近。英國布里斯托大學的研究團隊在重建了中華龍鳥的膚色模型後，進行了光照實驗。結果發現，在30°的斜射光線、直射光線和漫射光線三種光照狀態的比較中，斜射光線下中華龍鳥的膚色變化最不明顯，隱蔽效果最好，而漫射光線則最不利於中華龍鳥「隱身」。因此，研究者推測中華龍鳥應生活在樹木不那麽密集的水邊。在中華龍鳥的胃中發現的未消化的蜥蜴也能證明這一點，這種蜥蜴與現代生活在水邊的蜥蜴形態結構很相似。
我們沒人親眼見過億年前滅絕的古生物，它們到底是什麽樣子很難說清楚。但是，隨著多種技術方法的進步和協同運用，我們對它們的認識必將越來越準確。
