Echte kleur op oude veer

Een zwart-wit patroon is ontdekt op oeroude veren. Misschien zijn nu ook de kleuren van dino’s te achterhalen.

Michiel van Nieuwstadt

Zachtroze Tyrannosaurussen en knalgele Velociraptors. Misschien waren de dinosauriërs wel net zo kleurrijk als de vogels, maar paleontologen kunnen van die rijkdom slechts dromen. Als wetenschapper moeten zij het doen met veelal grauwe fossielen die niets zeggen over de kleurenpracht uit het Krijt. Toch lijkt het erop dat paleontologen van Yale University nu een aanknopingspunt hebben om tenminste een deel van de kleuren uit de prehistorie te reconstrueren. Vinodkumar Saranathan en zijn collega’s hebben sporen van zwart en mogelijk wit gevonden in de veren van twee oeroude vogels, één van honderd miljoen jaar oud en één van 55 miljoen jaar oud. De vorm van pigmentzakjes kan volgens hen ook een aanwijzing opleveren dat prehistorische dieren vaalgeel of roodbruin waren (Biology Letters, 9 juli).

Vrij overtuigend zijn elektromicroscopische foto’s van het zwart-wit patroon op veren van de oudste van de twee vogels-zonder-naam, een fossiel uit het noordoosten van Brazilië. Het vederzwart blijkt te bestaan uit micrometerlange ovalen die als een soort wurmpjes dicht op elkaar gepakt liggen. Die structuur lijkt sterk op het zwart in de vleugels van de nog levende epauletspreeuw (Agelaius phoeniceus). De veren op de tooi op de schedel van de jongere Deense vogel hebben een vergelijkbare zwarte structuur.

zakjes

Volgens evolutionair bioloog Saranathan zijn op de veren van beide fossiele vogels kleine ‘zakjes’ zichtbaar, organellen met het zwarte pigment melanine: melanosomen. Op de lichtgekleurde delen van de veren valt onder de elektronenmicroscoop bij de Braziliaanse vogel slechts kale steen te bespeuren. “Wij concluderen dat het zwart-wit patroon in zijn oorspronkelijke vorm bewaard is gebleven”, aldus Saranathan in een telefonische toelichting.

Tot nu hielden paleontologen de zeldzame strepen op oeroude vogelveren en andere fossielen voor bacterieresten, microben die zich met de dode dieren gevoed zouden hebben. Volgens Saranathan is dat geen goede interpretatie, omdat er niet uit blijkt waarom sommige delen van de veer wél en andere juist niet zwart zijn. Bovendien volgen de ovaaltjes op de Braziliaanse vogelveer de structuur van fijne in elkaar grijpende ‘haartjes’ waaruit veren zijn opgebouwd.

De auteurs hebben in de prehistorische veren wel koolstof, maar geen melanine aangetoond. “Dat is wel mogelijk”, antwoordt Saranathan na overleg met mede-auteur Jakob Vinther. “Maar ik begrijp dat het moeilijk is.” Een derde mede-auteur, Richard Prum, blijkt in een e-mail uiterst voorzichtig: “Het ligt voor de hand dat het melanine [in de pigmentzakjes] biochemisch veranderd is, de zwarte kleur in het fossiel kan dus een restant zijn van biochemische afbraak. We weten in elk geval dat melanosomen veel duurzamer zijn dan keratine.” Keratine is het hoofdbestanddeel van veren.

Saranathan hoopt op de ontdekking van meer fossiele kleuren, nu eenmaal duidelijk is dat pigmentzakjes op vogelveren bewaard kunnen blijven. “De melanosomen die wij hebben gevonden maken vleugels zwart, maar melanosomen met een andere vorm kunnen ook rode of vaalgele vogelveren opleveren”, aldus Saranathan. Ronde melanosomen bevatten het pigment dat mensenharen rood kleurt. Dit soort melanosomen maken ook het roodbruin van de roodstaartgors (Passerella iliaca) en het geel van de de Baltimoretroepiaal (Icterus galbula), zegt Saranathan.

Zo bestaat de kans dat er ooit nog eens een levensechte dinosaurus in kleur wordt gereconstrueerd. “Volgens de jongste inzichten wordt Tyrannosaurus rex getekend met plukken veren op zijn lichaam”, zegt Saranathan. Veren zijn op T. rex zelf nooit gevonden, maar wel op verwante dinosaurussen. De dinosaurus Caudipteryx zoui, een 120 miljoen jaar oud fossiel uit China, heeft een streeppatroon op zijn veren. En eind vorig jaar rapporteerden Amerikaanse onderzoekers over een hadrosaurus, een dinosaurus met een eendebek, waarop een streeppatroon zichtbaar was. Of het ook hier gaat om kleurrestanten moet nog blijken, maar Saranathan acht de kans erg groot.

messelgroeve

Hij denkt dat pigmentzakjes met melanine misschien zelfs terug te vinden zijn in zoogdieren en zeereptielen. De structuur op de vacht van de vleermuis Palaeochiropteryx, een fossiel uit de beroemde Messelgroeve in Duitsland, doet denken aan pigmentzakjes. Ook op fossiele afdrukken van ichtyosaurussen, zeereptielen met schotelgrote ogen, is een dergelijk patroon herkenbaar.

Fossielen met oeroude, oorspronkelijke kleuren zijn zeldzaam, maar ze zijn eerder gevonden. Het gaat daarbij doorgaans niet om pigment, maar om kleur die opduikt uit een gelaagde structuur: een iriserend oppervlak. Daarin wordt invallend licht gereflecteerd door verschillende laagjes. Interferentie tussen de uittredende lichtgolven levert de bijzondere kleurschakeringen op van veel vogelveren, vlindervleugels, vissenschubben en keverschilden.

keverschilden

In 2003 publiceerde evolutionair bioloog Richard Parker (Oxford University) over vijftig miljoen jaar oude keverschilden uit de Messelgroeve met een iriserend metallisch blauwe en groene kleur. Parker werkt aan een computermodel waarmee ook de oorspronkelijke kleuren van deels gedegradeerde kevervleugels gereconstrueerd kunnen worden. In theorie zou zo’n model ook voor veren kunnen werken. Melanosomen bevatten niet alleen pigment, ze zijn ook onderdeel van de iriserende structuur van veren van rotsduiven, spreeuwen en kolibries, vertelt Saranathan. De kans dat in de toekomst ook iriserende dino- of vogelveren opduiken lijkt echter niet heel groot: “Het probleem is dat het keratine waarin de melanosomen van vogelveren liggen ingebed, veel minder duurzaam is dan het chitine dat zonlicht op insectenvleugels reflecteert.

Als het keratine vergaat dan is er van de structuur niks over, ook al blijven de melanosomen bewaard.” De roodbruine dinosaurus maakt misschien kans op een full colour reconstructie. De dino in iriserende knalkleuren blijft voorlopig een paleontologendroom.