Zo kleur je een dino in

Paleontologie

De Deense paleontoloog Jakob Vinther reconstrueert de kleur van uitgestorven dieren. Hij bestudeert daarvoor pigmentzakjes in fossielen.

Reconstructie van Psittacosaurus. Het dier leefde waarschijnlijk in het bos, afgaand op de combinatie van een donkere rug met een lichte buik. Onder: fossiel van Psittacosaurus. Foto’s Jakob Vinther

Met een dino van kunsthars onder zijn arm struinde Jakob Vinther vorig jaar door de botanische tuinen van de University of Bristol. Het dier was zo realistisch mogelijk beschilderd, over elke schakering was nagedacht. Vinther wilde uitzoeken in welke omgeving de dino 120 miljoen jaar geleden het best gecamoufleerd was: in het open veld of in het bos.

Vinther (34) geeft fossielen kleur. Letterlijk. De Deense paleontoloog ontdekte acht jaar geleden dat sommige fossiele veren nog oorspronkelijk pigment bevatten. De pigmentzakjes (melanosomen) die Vinther beschreef waren al die tijd aangezien voor versteende bacteriën.

In de jaren daarna ontpopte Vinther zich tot pigmentspecialist. Hij reconstrueerde onder andere de kleur van de gevederde dino Anchiornis, de zweefdino Microraptor, een uitgestorven pinguïn, en inktvisinkt van 95 miljoen jaar oud.

En nu geeft Vinther kleuren terug aan Psittacosaurus, een plantenetend reptiel ter grootte van een hond. In Vinthers reconstructie had het beest een lichte buik, donkere rug en staart, pigmentvlekjes en gestreepte achterpoten. Samen met collega’s beschreef hij de lichaamstekening van Psittacosaurus vrijdag in Current Biology. Het is voor het eerst dat een paleontoloog de kleur van een dino zonder veren in zulk detail heeft gereconstrueerd.

Gevaarlijk was Psittacosaurus niet, met zijn snavel van een papegaai, een borstelige stekelstaart en wanghoorntjes. „Psittacosauriërs waren de herten van het Krijt”, zegt Vinther aan de telefoon. „Ze graasden jonge varens en coniferen af, wogen zo’n 25 kilo en waren met veel.”

Paleontologen hebben sinds 1922 honderden Psittacosaurus-fossielen gevonden. Een van de best bewaarde fossielen is in het bezit van het Senckenbergmuseum in Frankfurt. Het fossiel komt oorspronkelijk uit China, uit de Jehol-fauna. Via de zwarte markt kwam het in 2002 in Duitsland terecht.

In het slijk gezakt

Net als bij sommige andere fossielen uit Jehol, is het zachte weefsel van de Psittacosaurus bewaard gebleven. Hoorns, klauwtjes, staartstekels en schubben zijn allemaal versteend. Vinther: „Waarschijnlijk verdronk de Psittacosaurus in een meer, zakte daarna op de bodem in het slijk en raakte daar met modder bedekt.” Bacteriën en aaseters kregen geen kans.

Maar Vinther was niet geïnteresseerd in hoorns of klauwen. „Ik zag het fossiel en dacht: holy cow. De tekening is bewaard gebleven!”

1709zatwetdino5

Het pigment in de versteende schubben van de dino zit er nog gewoon in. Het dier ligt op zijn rug, half gedraaid, waardoor buik én rug zichtbaar zijn. Vinther zag meteen dat buik en binnenkant van de benen lichter gekleurd waren dan de bovenkant.

Hoe kan pigment na miljoenen jaren intact zijn gebleven? Het pigment in de schubben is hetzelfde molecuul dat onze haren en huid donker kleurt: melanine. Vinther: „Melanine is een ontzettend taai molecuul. Bestand tegen zuren en basen. Alleen oxidatie kan melanine aantasten. Daarom heb je waterstofperoxide om je haar te bleken.”

Het zuurstofloze slib beschermde het Psittacosaurus-pigment. En mogelijk werd het kadaver nog afgedekt door een aslaag, afkomstig van een vulkaanuitbarsting. Het keratine in de nagels en hoorn werd uiteindelijk omgezet in calciumfosfaat, maar het melanine is na 120 miljoen jaar nog steeds melanine.

Vinther vermoedt dat Psittacosaurus bruinoranje gekleurd was vanwege de ovale pigmentzakjes in de schubben. Bij moderne zoogdieren en vogels bevatten zulke zakjes een bruinrode variant van melanine, pheomelanine, zegt Vinther. Het zwarte eumelanine zit in worstvormige pigmentzakjes.

De precieze kleur van Psittacosaurus is onmogelijk te achterhalen, maar Vinther is ervan overtuigd dat de globale tinten en patronen kloppen. „Psittacosaurus kan bijvoorbeeld onmogelijk groen zijn geweest. Het felle groen van sommige reptielen en vogels is een structuurkleur. Het ontstaan doordat blauw licht door een laag van geel pigment weerkaatst.”

Zo werd het Psittacosaurus-model gemaakt:

Met de kleuren gereconstrueerd boog Vinther zich over de volgende vraag: waaróm was Psittacosaurus zo gekleurd? Een combinatie van donkere rug met lichte buik is een vorm van camouflage, genaamd ‘contraschaduw’ (countershading). Dit patroon camoufleert een dier wanneer het licht van boven komt. Voor een roofdier lijken boven- en onderkant daardoor even licht en wordt de vorm van de prooi gemaskeerd.

In open landschappen, zoals savannes of de open zee, is die overgang van licht naar donker abrupt. Het licht trekt scherpe lijnen op het dierenlijf. Een effectieve contraschaduw is strak en staat hoog op het lijf. Antilopes en tonijnen zijn hier goede voorbeelden van.

Maar als het licht grilliger wordt, zoals in het bos waar het bladerdak schaduwen op dieren werpt, is ook de beste schaduwcamouflage verstrooid. De lichte plekken zijn kleiner en zitten lager op het beest.

Typisch een bosbeest

Het camouflagepatroon van Psittacosaurus is typisch voor een bosbeest. En dat de borstkas sterker gekleurd is dan de buik, interpreteert Vinthers als een teken dat Psittacosaurus vaak op zijn twee achterste poten stond.

Het team van Vinther heeft de boshypothese ook ‘in het wild’ getest. Paleokunstenaar Bob Nicholls maakte eerst een digitale reconstructie van de dino. Hij drapeerde spieren over het skelet, en voegde vetweefsel en maag toe. Tot slot projecteerde hij de huidpatronen op het digitale lijf. Daarna kwam het fysieke model, met binnenwerk van piepschuim en een buitenlaag van klei. Daarvan werd een afgietsel van kunsthars gemaakt. Over alles werd nagedacht: Psittacosaurus kreeg een ronde vogelpupil. Een verticale pupil hoort bij nachtdieren, een horizontale pupil bij vlaktedieren, en de dino was dat allebei niet.

In de botanische tuin van Bristol plaatste Vinther de Psittacosaurus in allerlei scènes. Onder een bladerdak kwamen de schaduwen het best overeen met de lijn tussen licht en donker. „Het bos zag er natuurlijk anders uit in het Vroege Krijt”, zegt Vinther. „Psittacosaurus leefde in naaldwouden. Loofbomen en bloeiende planten waren er nog nauwelijks.”

De camouflage kon Psittacosaurus goed gebruiken in dit prehistorische woud. Vinther: „Tyrannosaurus leefde hier niet, maar wel Yutyrannus, een vleeseter met een schedel van 60 tot 80 centimeter. Echt fucking huge.”