از کجا می‌دانیم دایناسورها چه رنگی بودند؟ - لن بلاک

درس کامل در: http://ed.ted.com/lessons/how-do-we-know-what-color-dinosaurs-were-len-bloch

میکرورپتور یک دایناسور گوشتخوار با چهار بال و به رنگ سیاه درخشان بوده است. اما اگر اطلاعات ما درباره‌ی این دایناسور از فسیل‌ها به دست آمده است٬ چطور می‌توانیم درباره‌ی رنگ آن مطمئن باشیم؟ لن بلاک نشان می‌دهد که چگونه استخراج اطلاعات از شواهد به آزمایش‌های دقیق فسیل و درک خوبی از فیزیک نور و رنگ احتیاج دارد.

درس از لن بلاک٬ انیمیشن از پاول نیول.

این میکرورپتور است،

یک دایناسور گوشتخوار با چهار بال
که تقریبا ۶۱ سانتی متر طول داشت،

ماهی میخورد،

و حدودا ۱۲۰ میلیون سال پیش زندگی میکرد.

بیشتر چیزی که درباره آن میدانیم
از فسیلهایی شبیه این است.

پس، آیا رنگ آمیزی در اینجا
بهترین حدس یک هنرمند است؟

پاسخ منفی است.

میدانیم که این رنگ سیاه براق
کاملا درست است

زیرا دیرین شناسان سرنخهایی که
در فسیل بوده است را تحلیل کردهاند.

اما فهمیدن این نکته از شواهد
نیازمند آزمایش دقیق فسیل

و داشتن درک درستی از فیزیک نور و رنگ است.

اول از همه، این چیزی است که
در واقع ما در فسیل میبینیم:

نقشهایی از استخوان و پر که حاوی
مواد معدنی بازگو کنندهی داستان هستند،

و از آن نقوش،

میتوانیم ببینیم که این پرهای میکرورپتور

شبیه پرهای دایناسورهای مدرن،
یعنی پرندگان است.

اما چه چیزی باعث این رنگ آمیزی
متنوع و خاص پرندگان شده است؟

بیشتر پرها حاوی تنها
یک یا دو رنگدانه هستند.

رنگ قرمز روشن سهره کاکل قرمز امریکایی
به خاطر کاروتنوئیدها است،

همان رنگدانهای که باعث
نارنجی بودن هویج میشود،

و سیاهی صورتش به خاطر ملانین است،

رنگدانهای که به
موها و پوست ما رنگ میدهد.

اما در پر پرندگان،
ملانین تنها یک رنگ نیست.

بلکه نانوساختارهای توخالی به نام
ملانوزومها را ایجاد میکند

که میتوانند به رنگ تمام
رنگهای رنگین کمان بدرخشند.

برای درک نحوه عملکرد آن،

یادآوری چند نکته درباره نور
مفید خواهد بود.

نور اساسا یک موج الکترومغناطیسی
کوچک است که در فضا سفر میکند.

به بالاترین نقطهی موج، قله

و به فاصلهی بین دو قله
طول موج میگویند.

قلهها در نور قرمز حدوداً
۷۰۰ میلیاردم متر از هم فاصله دارند

و طول موج نور بنفش حتی از این هم کمتر است،

حدود ۴۰۰ میلیاردم متر،
یا ۴۰۰ نانو متر.

وقتی که نور نور به سطح جلوی
ملانوزوم توخالی یک پرنده برخورد میکند،

مقداری از نور بازتاب میکند
و مقداری از آن رد میشود.

بخش عبور کردهی نور،
پس از آن از سطح پشتی بازتاب میکند.

دو موج بازتاب شده با هم تداخل میکنند.

معمولاً آنها یکدیگر را از بین میبرند،

اما وقتی که طول موج نور بازتاب داده شده

با فاصلهی میان دو بازتاب یکی باشد،

آنها یکدیگر را تقویت میکنند.

نور سبز طول موجی حدود ۵۰۰ نانومتر دارد،

پس ملانوزومهایی که ضخامتشان
حدود ۵۰۰ نانو متر است

نور سبز را بیرون میدهند،

ملانوزومهای نازکتر
نور بنفش را بیرون میدهند،

و ملانوزومهای کلفتتر نور قرمز.

البته قضیه از این پیچیدهتر است.

ملانوزومها درون سلولها با هم
بسته بندی شدهاند، و پارامترهای دیگری

مثل نحوهی دسته بندی آنها
درون پر نیز اهمیت دارد.

برگردیم سراغ فسیل میکرورپتور.

وقتی که دانشمندان اثر پرهای آن را
با یک میکروسکوپ قوی بررسی کردند،

نانو ساختارهایی شبیه
ملانوزومها را پیدا کردند.

بعد از آن تحلیل اشعه ایکس ملانوزومها
این ادعا را ثابت کرد.

آنها شامل موادی بودند که
از تجزیهی ملانین به وجود میآیند.

پس از آن دانشمندان ۲۰ پر
از یک فسیل را انتخاب کردند

و دریافتند که ملانوزومهای
هر ۲۰ تا یک شکل هستند،

پس تقریبا مطمئن شدند که این دایناسور
یک رنگ واحد داشته است.

آنها ملانوزومهای این میکرورپتورها را
با پرندگان امروزی مقایسه کردند

و شباهتهای نزدیکی پیدا کردند،

اما به طور کامل با پرهای رنگینکمانی
اردک یکسان نبودند.

و با آزمایش اندازه و چینش
مشابه ملانوزومها،

دانشمندان دریافتند که پرها به رنگ
سیاه درخشان بودهاند.

الان که ما میتوانیم رنگ
پرهای فسیل شده را پیدا کنیم،

دیرین شناسان به دنبال فسیلهای بیشتری
با ملانوزومهای بهتر باقی مانده هستند.

آنها متوجه شدهاند که بسیاری از دایناسورها
از جمله ولوسیرپتورها،

احتمالا پر داشتهاند،

که یعنی خیلی از فیلمهای ساخته شده
از نظر بیولوژیکی خیلی درست نیستند.

دخترهای باهوش.