The secret weapon that let dinosaurs take over the planet | Emma Schachner

Translator: Joseph Geni Reviewer: Camille Martínez

المترجم: Reham Almrouti المدقّق: Fatima Zahra El Hafa

We've all heard about how the dinosaurs died.

لقد سمِع جميعُنا كيف انقرضت الديناصورات.

The story I'm going to tell you

القصة التي أنا بِصدد روايتها

happened over 200 million years before the dinosaurs went extinct.

حدثت منذُ أكثر من 200 مليون سنة قبل انقراض الديناصورات.

This story starts at the very beginning,

بدأت هذه القصة منذُ اللحظة الأولى،

when dinosaurs were just getting their start.

في مقتبل عمر الديناصورات.

One of the biggest mysteries in evolutionary biology

أحد أعضم الألغاز في علم الأحياء التطوري

is why dinosaurs were so successful.

هو السؤال حول سبب نجاح الديناصورت المبهر.

What led to their global dominance for so many years?

ما الذي أدى إلى هيمنتها العالمية لسنوات عديدة؟

When people think about why dinosaurs were so amazing,

عندما يفكر الناس في السبب وراء كون الديناصورات مدهشة،

they usually think about the biggest or the smallest dinosaur,

فعادةً ما يفكرون بأضخم أو أصغر ديناصور،

or who was the fastest,

أو من منها كان الأسرع،

or who had the most feathers,

أو من كان مكسوًا بريش أكثر،

the most ridiculous armor, spikes or teeth.

أو من كان لديه درع أو كعب أو أسنان مضحكة.

But perhaps the answer had to do with their internal anatomy --

لكن ربما كان الجواب يتمحور حول تركيبتها البنيوية الداخلية،

a secret weapon, so to speak.

(سلاح خفي) إن جاز التعبير.

My colleagues and I, we think it was their lungs.

أما أنا وزملائي فنعتقد أن ما أدى لنجاحها المبهر هو رئتاها.

I am both a paleontologist and a comparative anatomist,

أنا عالمة حفريات وخبيرة تشريح مقارن،

and I am interested in understanding

ومهتمة بفهم

how the specialized dinosaur lung helped them take over the planet.

كيف ساعدت رئتا الديناصورات المتخصصة في الاستحواذ على الكوكب.

So we are going to jump back over 200 million years

لذا فإننا سننتقل عائدين لمدة 200 مليون سنة

to the Triassic period.

لفترة عصر الترياسي.

The environment was extremely harsh,

كانت البيئة حينها جافة جدًا،

there were no flowering plants,

ولم تكن حينئذ أية نباتات مزهرة،

so this means that there was no grass.

وهذا يعني أنه لم يكن هناك عشب البتة.

So imagine a landscape filled with all pine trees and ferns.

لذا تصوروا منظرًا طبيعيًا مملوءًا بأشجار الصنوبر والسراخس.

At the same time, there were small lizards,

وفي ذات الوقت، كانت هنالك السحالي الصغيرة

mammals, insects,

والثدييات والحشرات،

and there were also carnivorous and herbivorous reptiles --

كما تسودها زواحف آكلة للحوم وزواحف آكلة للأعشاب،

all competing for the same resources.

تتنافس كلاها على ذات المصدر.

Critical to this story

الأمر المهم في هذه القصة

is that oxygen levels have been estimated to have been as low as 15 percent,

هو أن مستويات الأكسجين قُدرت بنسبة ضئيلة لا تتجاوز 15%،

compared to today's 21 percent.

مقارنة بنسبة 21% في يومنا الحاضر.

So it would have been crucial for dinosaurs to be able to breathe

لذا كان يتحتم على الديناصورات أن تكون قادرة على التنفس

in this low-oxygen environment,

في بيئة منخفضة الأكسجين،

not only to survive

ليس لتبقى على قيد الحياة فحسب،

but to thrive and to diversify.

بل لتنمو وتتنوع.

So, how do we know what dinosaur lungs were even like,

لذا كيف لنا معرفة كيف كانت أشكال رئتي الديناصورات،

since all that remains of a dinosaur generally is its fossilized skeleton?

بما أن جميع بقاياها عمومًا ليست إلا هياكل عظمية متحجرة؟

The method that we use is called "extant phylogenetic bracketing."

تدعى الطريقة التي نستخدمها بـ(تطور السلالات القوسي)

This is a fancy way of saying that we study the anatomy --

هذه طريقة وهمية للقول أننا ندرس علم التشريح،

specifically in this case, the lungs and skeleton --

خاصة في هذه الحالة، لدراسة الرئتين والهيكل العظمي

of the living descendants of dinosaurs on the evolutionary tree.

لأحفاد الديناصورات الحية على الشجرة التطورية.

So we would look at the anatomy of birds,

لذا فنحن ننظر إلى تشريح الطيور،

who are the direct descendants of dinosaurs,

الذين هم أحفاد الديناصورات المباشرة،

and we'd look at the anatomy of crocodilians,

وفي تشريح التماسيح،

who are their closest living relatives,

الذين هم أقرب أقربائهم الأحياء،

and then we would look at the anatomy of lizards and turtles,

ومن ثم إلى تشريح السحالي والسلاحف،

who we can think of like their cousins.

ولنقل أنهم أبناء عمومتهم.

And then we apply these anatomical data to the fossil record,

ثم نترجم تلك البيانات الترشيحية في السجل الأحفوري،

and then we can use that to reconstruct the lungs of dinosaurs.

حتى يتسنى لنا بعدئذ إعادة بناء رئتي الديناصورات.

And in this specific instance,

وفي هذه الحالة بالذات،

the skeleton of dinosaurs most closely resembles that of modern birds.

فإن هيكل الديناصورات يشبه إلى حد كبير هيكل الطيور الحديثة.

So, because dinosaurs were competing with early mammals during this time period,

لذا، نظرًا لأن الديناصورات كانت تتنافس مع الثدييات خلال هذه الفترة،

it's important to understand the basic blueprint of the mammalian lung.

فمن المهم فهم المخطط الأساسي لرئة الثدييات.

Also, to reintroduce you to lungs in general,

ولإعادة تقديمكم إلى الرئتين بشكل عام،

we will use my dog Mila of Troy,

سوف نستخدم كلبتي Mila of Troy،

the face that launched a thousand treats,

أجمل كلبة في العالم،

as our model.

كعارضة.

(Laughter)

(ضحك)

This story takes place inside of a chest cavity.

تدور أحداث هذه القصة داخل التجويف الصدري.

So I want you to visualize the ribcage of a dog.

لذلك أريدكم أن تتخيلوا القفص الصدري للكلب.

Think about how the spinal vertebral column

تخيلوا كيف أن أشواك العمود الفقري

is completely horizontal to the ground.

لها اتجاه موازٍ لسطح الأرض.

This is how the spinal vertebral column is going to be

هكذا سيكون العمود الفقري

in all of the animals that we'll be talking about,

في جميع الحيوانات التي سنتطرق لها،

whether they walked on two legs

سواء كانت ذات قدمين

or four legs.

أو أربعة أقدام.

Now I want you to climb inside of the imaginary ribcage and look up.

الآن أريدكم أن تصعدوا إلى داخل القفص الخيالي وأن تنظروا إلى الأعلى.

This is our thoracic ceiling.

هذا هو السقف الصدري.

This is where the top surface of the lungs comes into direct contact

هذا هو المكان الذي يتلامس فيه السطح العلوي للرئتين مباشرة

with the ribs and vertebrae.

مع الضلوع والفقرات.

This interface is where our story takes place.

هذه هي الواجهة التي تتمحور حولها حبكة قصتنا.

Now I want you to visualize the lungs of a dog.

الآن أريدكم أن تتخيلوا رئتي الكلب.

On the outside, it's like a giant inflatable bag

من الخارج، تشبه كيسًا كبيرًا قابلًا للنفخ

where all parts of the bag expand during inhalation

حيث تتوسع جميع أجزاء الكيس أثناء الاستنشاق

and contract during exhalation.

وتتقلص أثناء الزفير.

Inside of the bag, there's a series of branching tubes,

أما داخل الكيس، هناك سلسلة من الأنابيب المتفرعة،

and these tubes are called the bronchial tree.

وتسمى هذه الأنابيب بالشعب القصبية.

These tubes deliver the inhaled oxygen to, ultimately, the alveolus.

تنقل هذه الشعب الأكسجين المُستنشَق إلى الحجيرات الهوائية.

They cross over a thin membrane into the bloodstream by diffusion.

ثم يعبر الهواء إلى غشاء رقيق حتى يمر إلى مجرى الدم عن طريق الانتشار.

Now, this part is critical.

الآن، هذا الجزء مهم.

The entire mammalian lung is mobile.

هو أن رئة الثدييات بأكملها هي المُتنّقلة.

That means it's moving during the entire respiratory process,

هذا يعني أنها تتحرك خلال العملية التنفسية بأكملها،

so that thin membrane, the blood-gas barrier,

بحيث لا يمكن أن يكون الغشاء الرقيق، حاجز غازات الدم،

cannot be too thin or it will break.

رقيقًا للغاية وإلا سيتمزق.

Now, remember the blood-gas barrier, because we will be returning to this.

تذكروا حاجز غازات الدم، سنعود للحديث عنه.

So, you're still with me?

هل ما زلتم معي؟

Because we're going to start birds and it gets crazy,

لأننا سنبدأ برئتي الطيور وستصبح الأمور جنونية أكثر،

so hold on to your butts.

استعدوا للصدمة.

(Laughter)

(ضحك)

The bird is completely different from the mammal.

رئتا الطيور مختلفة تمامًا عن رئتي الثدييات.

And we are going to be using birds as our model

وسوف نستعين بالطيور كنموذج

to reconstruct the lungs of dinosaurs.

لإعادة بناء رئتي الديناصورات.

So in the bird,

إذن بالنسبة للطيور،

air passes through the lung, but the lung does not expand or contract.

يمر الهواء عبر الرئة، لكن دون أن تتوسع أو تنكمش.

The lung is immobilized,

لا تستطيع رئة الطائر الحركة،

it has the texture of a dense sponge

وهي تتميز بنسيج من الإسفنج الكثيف

and it's inflexible and locked into place on the top and sides by the ribcage

وليست بمرنة، كما أنها مثبتة في الأعلى وعلى الجانبين بفضل القفص الصدري

and on the bottom by a horizontal membrane.

وأسفل الغشاء الأفقي.

It is then unidirectionally ventilated

ومن ثم تتم تهويتها بشكل أحادي الاتجاه

by a series of flexible, bag-like structures

من خلال سلسلة من الهياكل المرنة التي تشبه الأكياس

that branch off of the bronchial tree,

والتي تتشعب من الشعب القصبية،

beyond the lung itself,

وراء الرئة ذاتها،

and these are called air sacs.

وتسمى هذه بالأكياس الهوائية.

Now, this entire extremely delicate setup is locked into place

الآن، يتم حبس هذه التركيبة الدقيقة للغاية في مكانها

by a series of forked ribs

من خلال سلسلة من الأضلاع المتشعبة

all along the thoracic ceiling.

على طول السقف الصدري.

Also, in many species of birds,

كما أنه في العديد من أنواع الطيور،

extensions arise from the lung

تنشأ الامتدادات من الرئة

and the air sacs,

والأكياس الهوائية،

they invade the skeletal tissues --

فهي تجتاح الأنسجة العظمية...

usually the vertebrae, sometimes the ribs --

وعادةً ما تستهدف الفقرات وأحيانا الأضلاع،

and they lock the respiratory system into place.

كما وتغلق الجهاز التنفسي في مكانه.

And this is called "vertebral pneumaticity."

وهذا ما يسمى بـ(الهوائية الفقرية).

The forked ribs and the vertebral pneumaticity

الأضلاع المتشعبة والهوائية الفقرية

are two clues that we can hunt for in the fossil record,

هما دليلان يمكننا التقصي عنهما في السجل الأحفوري،

because these two skeletal traits

لأن هاتين السمتين الهيكليتين

would indicate that regions of the respiratory system of dinosaurs

ستشيران إلى أن مناطق الجهاز التنفسي لدى الديناصورات

are immobilized.

قد جمدت.

This anchoring of the respiratory system

سهّلت عملية تثبيت الجهاز التنفسي هذه

facilitated the evolution of the thinning of the blood-gas barrier,

تطور تقليص سمك طبقة حاجز الدم الغازي،

that thin membrane over which oxygen was diffusing into the bloodstream.

ذلك الغشاء الرقيق الذي ينتشر منه الأكسجين إلى مجرى الدم.

The immobility permits this because a thin barrier is a weak barrier,

يسمح عامل التوَقُّف بذلك لأن الحاجز الرقيق رخو؛

and the weak barrier would rupture if it was actively being ventilated

ولأنه رخو سيتمزق إذا ما كانت تتم تهويته بنشاط

like a mammalian lung.

مثل رئة الثدييات.

So why do we care about this?

إذًا لماذا نأبه لهذا الأمر؟

Why does this even matter?

لمَ هذه الأمر يشغلُنا حتى؟

Oxygen more easily diffuses across a thin membrane,

ينتشر الأكسجين بسهولة عبر غشاء رقيق،

and a thin membrane is one way of enhancing respiration

وهذا الغشاء هو إحدى الطرق لتعزيز التنفس

under low-oxygen conditions --

في ظل ظروف انخفاض الأكسجين،

low-oxygen conditions like that of the Triassic period.

حالات انخفاض الأكسجين مثل تلك الحالات في فترة العصر الترياسي.

So, if dinosaurs did indeed have this type of lung,

لذا، إذا كانت الديناصورات تمتلك بالفعل رئة من هذا النوع،

they'd be better equipped to breathe than all other animals,

فستكون على أفضل استعداد للتنفس من غيرها من الحيوانات،

including mammals.

بما في ذلك الثدييات.

So do you remember the extant phylogenetic bracket method

هل تتذكرون طريقة (تطور السلالات القوسي)

where we take the anatomy of modern animals,

حيث نأخذ تشريح الحيوانات الحديثة،

and we apply that to the fossil record?

ومن ثم نترجمها في السجل الأحفوري؟

So, clue number one was the forked ribs of modern birds.

كانت الفكرة الأولى: الأضلاع المتشعبة من الطيور الحديثة.

Well, we find that in pretty much the majority of dinosaurs.

حسنًا إننا نجد هذا عند أغلب الديناصورات.

So that means that the top surface of the lungs of dinosaurs

وهذا يعني أن السطح العلوي لرئتي الديناصورات

would be locked into place,

سيثبت في مكانه،

just like modern birds.

تمامًا مثل الطيور الحديثة.

Clue number two is vertebral pneumaticity.

الدليل الثاني هو الهوائية الفقرية.

We find this in sauropod dinosaurs and theropod dinosaurs,

نجدها في ديناصورات الصوروبودا والثيروبودا،

which is the group that contains predatory dinosaurs

وهي المجموعة التي تحتوي على الديناصورات المفترسة

and gave rise to modern birds.

والتي أدت إلى الطيور الحديثة.

And while we don't find evidence of fossilized lung tissue in dinosaurs,

وبينما لا نجد دليلًا على أنسجة الرئة المتحجرة في الديناصورات،

vertebral pneumaticity gives us evidence of what the lung was doing

فإن الهوائية الفقرية تعطينا دليلًا على مهام الرئة

during the life of these animals.

خلال حياة هذه الحيوانات.

Lung tissue or air sac tissue was invading the vertebrae,

كانت أنسجة الرئة أو أنسجة الكيس الهوائي تغزو الفقرات،

hollowing them out just like a modern bird,

وتفرغها تمامًا مثل الطيور الحديثة،

and locking regions of the respiratory system into place,

كما وتثبت مناطق الجهاز التنفسي في مكانها،

immobilizing them.

وتجمدها.

The forked ribs

كانت الأضلاع المتشعبة

and the vertebral pneumaticity together

والهوائية الفقرية تخلقان معًا

were creating an immobilized, rigid framework

إطارًا جامدًا وصلبًا

that locked the respiratory system into place

يعمل على تثبيت الجهاز التنفسي في مكانه،

that permitted the evolution of that superthin, superdelicate blood-gas barrier

مما سمح بتطور ذلك الحاجز الرقيق والرخو الحامل لغازات الدم

that we see today in modern birds.

الذي نراه اليوم في الطيور الحديثة.

Evidence of this straightjacketed lung in dinosaurs

تعني الأدلة على هذه الرئة المقيدة في الديناصورات

means that they had the capability to evolve a lung

أنه كان لدى الديناصورات القدرة على تطوير رئة

that would have been able to breathe

تسطيع من خلالها التنفس

under the hypoxic, or low-oxygen, atmosphere of the Triassic period.

تحت جو منخفض التأكسج، أو منخفض الأكسجين، في فترة العصر الترياسي.

This rigid skeletal setup in dinosaurs would have given them

إن هذا الهيكل العظمي الصلب في الديناصورات كان من شأنه أن يمنحهم

a significant adaptive advantage over other animals, particularly mammals,

ميزة تكيفية كبيرة تفوق الحيوانات الأخرى، وخاصة الثدييات،

whose flexible lung couldn't have adapted

التي لم تكن رئتها المرنة لتتكيف

to the hypoxic, or low-oxygen, atmosphere of the Triassic.

مع جو العصر الترياسي ناقص التأكسج، أو منخفض الأكسجين.

This anatomy may have been the secret weapon of dinosaurs

قد يكون هذا التركيب البنيوي هو السلاح السري للديناصورات

that gave them that advantage over other animals.

الذي أعطاهم هذه الميزة مقارنة بالحيوانات الأخرى.

And this gives us an excellent launchpad

وهذا يعطينا منصة انطلاق ممتازة

to start testing the hypotheses of dinosaurian diversification.

للبدء في اختبار فرضيات تنويع الديناصورات.

This is the story of the dinosaurs' beginning,

هذه هي قصة بداية الديناصورات،

and it's just the beginning of the story of our research into this subject.

وهي مجرد بداية لقصة بحثنا في هذا الموضوع.

Thank you.

شكرًا لكم.

(Applause)

(تصفيق)