在未經訓練的大部分人看來，化石不是褐色就是土黃色，似乎是沒有鮮豔的顏色。

十年前，科學家們首次發表了對化石顏色的研究，至今，科學家們仍然一直在研究史前動物的顏色。這個課題似乎還是一項不可逾越的任務，直到最近才慢慢揭開史前動物顏色的神奇面紗。

瑪麗亞·麥克納馬拉(Maria McNamara)，愛爾蘭科克大學的古生物學家，正試圖將化石證據拼湊起來，描繪出一幅多彩的史前顏色圖景。

化石

當我們想到古生物學的時候，通常會想到堅硬的牙齒和骨頭，但是動物較軟的部分，比如皮膚、肌肉組織和內臟，也可以在化石記錄中保存下來。

當然，這要難得多，因爲粘糊糊的東西通常會腐爛，麥克納馬拉正在尋找這種軟組織化石標本。她研究昆蟲和脊椎動物的組織，以此爲根據來描繪這些動物的外貌，它們如何與環境互動，包括它們的捕食者是什麼，它們生活在哪裏，它們的交配習是什麼等等。

從科學的角度來說，什麼是顏色?如何測量顏色?

顏色就是可見光。可見光是電磁波譜中人眼可以感知的部分，可見光譜沒有精確的範圍；一般人的眼睛可以感知的電磁波的波長在400～760nm之間，但還有一些人能夠感知到波長大約在380～780nm之間的電磁波。

人類的眼睛只有在可見光範圍內感知能量，而其他動物可以感知我們看不到的電磁波。例如，鳥類對紫外線很敏感，所以它們能感知較短波長的能量。許多昆蟲也可以看到紫外光，甚至可感受到波長更長且人類無法看到的紅外線。

簡單地說，顏色是我們感知的能量的一種形式，不同的波長的能量產生不同的顏色。

顏色在自然界中是怎樣發展的?

許多現代生物，包括動物，都使用色素來產生顏色。色素是選擇性吸收特定波長光的化學物質。例如，植物的葉子看起來是綠色的，因爲葉綠素分子吸收光譜中紅色和藍色部分的所有波長的光，反射出我們能看到的綠色和黃色。

在植物中最常見的色素是葉綠素，但在動物中，一些最常見的色素是黑色素。它們決定了我們頭髮的顏色，也造就了真菌的棕色和鳥類羽毛的深色。

還有一種常見色素叫做類胡蘿蔔素，是植物獨有的。許多動物在飲食中攝取類胡蘿蔔素，並用它們來給身體組織着色。在美國東海岸很常見的紅雀，以紅色的水果和漿果爲食，它們羽毛的紅色就是由類胡蘿蔔素產生的。

火烈鳥

火烈鳥羽毛呈現粉紅色，是來自它們最喜歡的食物——小蝦，而小蝦喜歡喫的藻類中含有類胡蘿蔔素。

另一種完全不同的顏色產生方式，就是結構色。結構色是在納米尺度上使用非常華麗的組織結構使光發生反射或散射作用，從而產生特殊的顏色。

一些動物的組織會在納米級摺疊成高度複雜的結構，這些結構會影響光穿過生物組織的方式，可以過濾掉某些波長，產生非常強烈的顏色。結構色是自然界中最亮最強烈的顏色產生方式。

美麗的昆蟲顏色

不同結構會產生不同的顏色

在得到政府允許的情況下，科學家們採集了很多昆蟲化石，並對來自不同化石產地的600多種昆蟲化石進行研究，發現金屬昆蟲的顏色多呈現出明亮的藍色、紅色、綠色和黃色。

科學家們發現，這些顏色都是由一種叫做多層反射結構產生。顯微鏡下，它看起來像三明治，很多很薄的結構層層疊加，這些層結構可能只有100納米厚。正是因爲如此，許多現代昆蟲的外殼顏色非常豔麗，而且層數越多，散射的顏色就越亮。

三維光子晶體，這是一種微小、複雜、分層的結構，會干擾光粒子。其結構可能被扭曲成金剛石結構、立方結構、六角形結構，甚至更復雜的結構。

許多現代昆蟲和蝴蝶的顏色在很大程度上與光子晶體有關。現代閃蝶是一種神奇的藍色熱帶蝴蝶，它的鱗片中含有三維光子晶體，可光子晶體從來沒有在化石記錄中出現。

爲什麼我們從來沒有在化石記錄中發現光子晶體?

光子晶體

通過允許多層反射器和三維光子晶體在實驗室中降解，科學家複製了石化過程的各個方面。這兩種結構都在實驗中倖存下來，這告訴我們，這些三維光子晶體具有與多層反射結構相同的石化潛能，所以它們一定在化石記錄的某處，只是我們沒有發現。

幾年前昆蟲化石中發現了第一例三維光子晶體，在這個領域中確實發現的概率很小，所以在許多情況下它們被被忽略了。

在石化過程中顏色會改變嗎?

化石保存下來的顏色是否是其真正的顏色，這一直是科學家最大的疑惑。

科學家做了一系列的實驗驗證，證實顏色會發生改變。改變顏色的主要因素是壓力和溫度，特別是溫度，溫度的改變會讓物理結構收縮，然後推動這些結構顏色的變化。

什麼類型的化石保存顏色最好?

化石中有時候只保留了黑色素，但是很多其他顏色有可能已經被降解，因此科學家認爲這些碳酸類化石可能不適合用來研究化石的顏色。

2016年，科學家發現了一塊蛇的化石，整個皮膚都保存在磷酸鈣中，皮膚的色素都被保存下來，保留了其結構色：紅色、黃色和深色，就是現代爬行動物身上的三種色素。

可見，磷酸鈣化石比碳酸類化石更好得保存了動物原先的顏色，是研究化石最好的類型。

顏色對於最早的動物有什麼作用?

我們看到的很多恐龍都有“反廕庇”效果，也就是背部和兩側顏色較深，腹部顏色較淺。這是許多現代動物使用的一種策略，在強光環境下隱藏身體輪廓，能夠僞裝自己。

科學家研究了一種有羽毛的恐龍，其尾巴上有非常引人注目的條紋。這種條紋在現在的動物身上很常見，條紋發生在身體的其他部位時，通常用於僞裝。但在這隻恐龍身上，也許和現代動物尾巴的顏色一樣，尾巴顏色是一種性信號，用於交配展示。

對於以前的蛇來說，顏色是用來來僞裝的。它的身體上有一些非常顯眼的斑點，這些斑點很可能就是爲了僞裝，能在強光下破壞了身體的輪廓。

科學家也研究了飛蛾化石和一些昆蟲化石，它們有非常引人注目的綠色，它們的顏色具有雙重功能。當昆蟲躲藏在植被中時，這種顏色可以很好的隱蔽自己；當昆蟲發現捕食者在附近時，就會用這種顏色來作爲警示同類。

有羽毛的恐龍

那麼恐龍是什麼顏色的呢?

各種各樣的有羽毛的恐龍中，目前遺留下來的化石普遍呈現黑色素，其他顏色的色素並沒有作爲化石保存下來，大多數恐龍的皮膚都是作爲印痕保存下來的。很多化石，實際上只保留了一層薄薄的有機膜，沒有展現顏色，所以目前我們還不能確定恐龍的顏色。

時至今日，對於史前動物的顏色，科學的研究腳步從未停止過！