ミクロラプトルのカラフルな世界：羽毛の色彩の物理を解読する

概要

この記事では、約1億2000万年前に生息した肉食の四枚翼恐竜、ミクロラプトルの魅力的な世界を探求します。化石に含まれる手がかりを分析することで正確に決定された、輝く黒色の色彩の科学について掘り下げます。鳥の羽毛に見られる多様な色彩を作り出す光と色の物理学について説明し、虹色の色彩を放つメラノソームと呼ばれる中空のナノ構造に焦点を当てます。

化石とその手がかり

ミクロラプトルは、魚を食べ、現代の鳥と似た羽毛を持つ小さな恐竜でした。羽毛の色彩を決定するため、古生物学者は化石を調べ、骨と羽毛の印象が残る鉱物の堆積物を見つけました。これらの堆積物は羽毛の色彩についての手がかりを提供しました。

羽毛の色彩の科学

ほとんどの羽毛には、1つまたは2つの染料のような色素が含まれています。しかし、鳥の羽毛では、メラニンが虹色の色彩を放つ中空のメラノソームを形成します。これがどのように機能するかを理解するには、光についていくつかのことを知っていると役立ちます。光は、空間を通過する小さな電磁波です。2つの山の間の距離を波長と呼び、赤色光の山の間の距離は約700億分の1メートルで、紫色の光の波長はさらに短く、約400億分の1メートル、つまり400ナノメートルです。

メラノソームの役割

鳥の中空のメラノソームの薄い表面に光が当たると、一部は反射され、一部は通過します。通過した光の一部は、後ろの表面で反射します。2つの反射波は相互作用し、反射された光の波長が2つの反射の距離に一致すると、互いに補強されます。薄いメラノソームは紫色の光を放ち、厚いメラノソームは赤色の光を放ちます。メラノソームは細胞内で密集しており、メラノソームが羽毛内でどのように配置されているかなど、他の要因も重要です。

ミクロラプトルの羽毛の色彩

科学者たちは、強力な顕微鏡でミクロラプトルの羽毛の印象を調べると、メラノソームに似たナノ構造を発見しました。メラノソームのX線分析は、この理論をさらに裏付けました。科学者たちは、これらのミクロラプトルのメラノソームを現代の鳥のものと比較し、アヒルの羽の虹色の色彩に非常に似ていることを発見しました。メラノソームの正確なサイズと配置を調べることで、科学者たちは羽毛が虹色に輝く黒色であることを決定しました。