你见过鸟类的那些带有彩色斑点的蛋吗？你可知这种五彩斑斓来自何处？长久以来，科学家一直认为，只有鸟类才能产出彩色的蛋壳。然而，一项新的研究却在一个非鸟类的恐龙化石中，发现了两种决定鸟类蛋的所有颜色变化的色素。
于是一个根本的问题出现了：是现代鸟类从非鸟类恐龙祖先那里继承了蛋的颜色？还是在漫长的生物演化史中，蛋的颜色独立进化了好几次？
○ 现代鸟类彩色的、布满斑点的蛋是从非鸟类恐龙祖先那里继承下来的一项创新。| 图片来源：J. WIEMANN/YALE UNIV.
鸟蛋的颜色从哪里来？
耶鲁大学的Jasmina Wiemann说，在兽脚亚目恐龙（一种包括霸王龙和小翼恐龙在内的恐龙谱系）的蛋壳中发现的那些有颜色的图案与现代鸟类非常相似。
越来越多的文献表明，许多曾被认为是鸟类独有的特征，例如羽毛、飞行、大脑组织和飞行所需的适应性代谢，早在现代鸟类之前就已经进化出来了。这进一步地模糊了鸟类和非鸟类恐龙之间的界限。
鸟蛋的所有颜色都源自于两种色素：一种是名为原卟啉的红褐色色素，还有一种是名为胆绿素的蓝绿色素。原卟啉会产生斑点，只出现在蛋壳柔软的外表皮层中；而胆绿素则位于鸟蛋外壳较深、较脆的部位。
2015年，Wiemann和同事报告说，黄氏河源龙的蛋壳化石同时含有这两种色素的痕迹。黄氏河源龙有着像鸟类那样短的喙和头冠，属于窃蛋龙科，它们生活在7000万年前的中国。这表明了色素的进化起源比我们想象的要早得多。
那么在非鸟类恐龙和它们的近亲中，蛋壳有颜色的现象有多普遍呢？为了搞清楚这一问题，Wiemann和她的团队使用了一种叫做拉曼光谱的技术，来追踪19个物种的蛋壳中这两种色素的痕迹。这些物种都处于非鸟类恐龙扩展的族谱上，从美洲短吻鳄，到鸡和鸸鹋等现代鸟类，再到非鸟类恐龙。
○ 几种动物的谱系图与蛋的颜色。| 图片来源：Pany@NPI
拉曼光谱技术使用激光束，壳层中的色素分子会散射光束，色素分子会在特征波长处产生峰值——就像指纹匹配一样。研究人员还分析了各种非鸟类恐龙的蛋壳，包括超过6种不同的兽脚亚目恐龙、植食性带头冠的鸟臀目的慈母龙、长颈泰坦巨龙。
长颈泰坦巨龙以及现代的美洲短吻鳄都有着被掩埋的巢穴，在它们的蛋壳中，研究人员没有发现这些色素的痕迹。但在兽脚亚目恐龙（如恐爪龙）以及大美洲鸵、鸡等丧失了飞行能力的现代鸟类的蛋壳中，却发现了蓝绿色素或红褐色素的痕迹——或者两者兼而有之，而且它们的蛋壳色素图案，或者说颜色分布的位置几乎完全相同，这些动物的巢穴至少是部分开放的。
研究小组报告说，这表明鸟类蛋壳的颜色进化只发生过一次，而不是多次。
○ 几种动物蛋壳的颜色、色素分析图谱与巢穴开放程度示意图。色素分析中，峰值对应于蛋壳中特定分子的存在。只有当某种色素中的所有分子都存在时，才能确定蛋壳含有该种色素，就像是指纹一样。| 图片来源：J. WIEMANN, T.-R. YANG AND M.A. NORELL/NATURE 2018
为什么进化出彩色的蛋？
Wiemann解释说：“我们可以根据颜色推断出许多生态学和古生物学信息，比如筑巢生物学和行为。”例如，研究小组发现，那些蛋壳颜色鲜艳的非鸟类恐龙，有着开放、或部分开放的巢穴，恐龙可以直接栖息在蛋上，就像现代鸟类一样。那些有着无色蛋壳的恐龙，包括鸟臀目和蜥脚类恐龙，则会把蛋埋藏起来，就像现代鳄鱼和乌龟一样。
蛋壳色彩斑澜和开放的巢穴之间为什么会存在联系呢？一种可能的解释是因为需要伪装：现代鸟类蛋壳的整体色调旨在模仿筑巢环境的色调。另一种可能的原因是，彩色蛋壳或许可以帮助调节孵化蛋的温度。此外，蛋壳上独特的色素图案可能有助于动物辨认自己的蛋。Wiemann说：“这表明生态比我们想象的要复杂得多。”
参考来源：
https://www.sciencenews.org/article/eggs-evolved-color-and-speckles-only-once-during-dinosaur-age
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0646-5