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

Translator: Joseph Geni Reviewer: Camille Martínez

Traducteur: Marine Ponard Relecteur: eric vautier

We've all heard about how the dinosaurs died.

On a tous entendu parler de l'extinction des dinosaures.

The story I'm going to tell you

L'histoire que je m'apprête à vous raconter se passe

happened over 200 million years before the dinosaurs went extinct.

plus de 200 millions d'années avant leur disparition.

This story starts at the very beginning,

Elle débute au commencement de tout,

when dinosaurs were just getting their start.

les dinosaures viennent tout juste de faire leur apparition.

One of the biggest mysteries in evolutionary biology

L'un des plus grands mystères de la biologie de l'évolution,

is why dinosaurs were so successful.

c'est le règne des dinosaures.

What led to their global dominance for so many years?

Pourquoi ont-ils dominé la Terre pendant si longtemps ?

When people think about why dinosaurs were so amazing,

Quand on se demande ce qui rend les dinosaures si extraordinaires,

they usually think about the biggest or the smallest dinosaur,

on pense tout de suite à leur taille, on connaît le plus petit,

le plus grand, le plus rapide,

or who was the fastest,

or who had the most feathers,

celui qui a le plus de plumes,

the most ridiculous armor, spikes or teeth.

ceux qui ont les armures, les piques ou les dents les plus impressionnantes.

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

Mais la réponse se cache peut-être dans leur anatomie interne,

une sorte d'arme secrète.

a secret weapon, so to speak.

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

Mes collègues et moi pensons qu'il s'agit de leurs poumons.

I am both a paleontologist and a comparative anatomist,

Je suis paléontologue et spécialiste de l'anatomie comparée,

and I am interested in understanding

et ce qui m'intéresse, c'est comprendre comment les poumons spécialisés

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

des dinosaures les ont aidés à prendre le contrôle sur Terre.

So we are going to jump back over 200 million years

On fait donc un bond en arrière, il y a plus de 200 millions d'années,

to the Triassic period.

pour retourner au Trias.

The environment was extremely harsh,

L'environnement est extrêmement hostile,

there were no flowering plants,

il n'y a pas de plantes à fleurs,

so this means that there was no grass.

donc pas d'herbe.

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

Imaginez un paysage composé uniquement de pins et de fougères.

At the same time, there were small lizards,

À cette époque, il y a de petits lézards,

des mammifères, des insectes,

mammals, insects,

and there were also carnivorous and herbivorous reptiles --

mais aussi des reptiles carnivores et herbivores,

all competing for the same resources.

et tous sont en concurrence pour les mêmes ressources.

Critical to this story

Une chose importante :

le taux d'oxygène est bas, environ 15 %,

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

alors qu'il est aujourd'hui de 21 %.

compared to today's 21 percent.

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

Il était donc vital pour les dinosaures de pouvoir respirer

in this low-oxygen environment,

dans cet environnement pauvre en oxygène,

not only to survive

non seulement pour survivre,

but to thrive and to diversify.

mais aussi pour prospérer et se diversifier.

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

Alors, comment sait-on à quoi ressemblaient leurs poumons,

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

puisque tout ce qui reste des dinosaures sont des squelettes fossilisés ?

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

On utilise une méthode qui s'appelle « bracketing phylogénétique ».

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

Ce titre pompeux signifie qu'on étudie l'anatomie -

specifically in this case, the lungs and skeleton --

en l'occurrence, les poumons et le squelette -

of the living descendants of dinosaurs on the evolutionary tree.

des espèces vivantes qui descendent des dinosaures sur l'arbre évolutif.

So we would look at the anatomy of birds,

Donc on regarde l'anatomie de nos oiseaux,

who are the direct descendants of dinosaurs,

qui sont les descendants directs des dinosaures,

and we'd look at the anatomy of crocodilians,

et celle des crocodiliens,

who are their closest living relatives,

l'espèce vivante la plus proche des dinosaures,

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

et on étudie l'anatomie des lézards et des tortues,

who we can think of like their cousins.

qui sont en quelque sorte leurs cousins.

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

Ensuite, on transpose ces données anatomiques sur des fossiles,

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

et on peut ainsi reconstruire les poumons des dinosaures.

And in this specific instance,

Dans notre contexte en particulier,

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

le squelette des dinosaures ressemble beaucoup à celui des oiseaux actuels.

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

Comme les dinosaures coexistaient avec des mammifères à cette période,

il faut aussi comprendre comment fonctionnent les poumons des mammifères.

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

Also, to reintroduce you to lungs in general,

Pour vous expliquer le fonctionnement général des poumons,

we will use my dog Mila of Troy,

on va prendre ma chienne, Mila de Troie,

the face that launched a thousand treats,

la plus belle chienne du monde,

as our model.

comme modèle.

(Laughter)

(Rires)

This story takes place inside of a chest cavity.

Tout se passe dans la cage thoracique.

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

Je veux que vous visualisiez la cage thoracique d'un chien.

Sa colonne vertébrale

Think about how the spinal vertebral column

is completely horizontal to the ground.

est complètement parallèle au sol.

This is how the spinal vertebral column is going to be

C'est le cas pour tous les animaux

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

dont nous allons parler,

whether they walked on two legs

qu'ils marchent sur deux pattes

or four legs.

ou sur quatre pattes.

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

Maintenant, grimpez dans cette cage thoracique et levez les yeux.

This is our thoracic ceiling.

C'est le « plafond » thoracique.

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

C'est là où la partie supérieure des poumons entre en contact direct

with the ribs and vertebrae.

avec les côtes et les vertèbres.

Notre histoire se passe précisément à ce point de contact.

This interface is where our story takes place.

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

Visualisez maintenant les poumons d'un chien.

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

De l'extérieur, on dirait un grand ballon gonflable

where all parts of the bag expand during inhalation

dont toutes les parties se dilatent lors de l'inspiration,

and contract during exhalation.

et se contractent lors de l'expiration.

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

L'intérieur de ce ballon contient des petites branches tubulaires

and these tubes are called the bronchial tree.

qui forment « l'arbre bronchique ».

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

Ces tubes transportent l'oxygène inhalé dans les alvéoles.

Ils traversent une fine membrane pour passer dans le sang par diffusion.

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

Now, this part is critical.

Cette information est très importante :

l'intégralité du poumon est mobile chez les mammifères.

The entire mammalian lung is mobile.

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

Cela veut dire qu'il bouge lors du processus de respiration,

so that thin membrane, the blood-gas barrier,

et que la membrane, la barrière air-sang,

cannot be too thin or it will break.

ne peut pas être trop fine, sinon elle casserait.

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

Gardez cette barrière air-sang en mémoire, nous allons y revenir.

So, you're still with me?

Vous me suivez toujours ?

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

On arrive dans les oiseaux, et c'est là que ça se complique,

so hold on to your butts.

alors attachez vos ceintures.

(Laughter)

(Rires)

The bird is completely different from the mammal.

Les oiseaux sont complètement différents des mammifères.

Et on va utiliser les oiseaux comme modèle

And we are going to be using birds as our model

to reconstruct the lungs of dinosaurs.

pour reconstruire les poumons des dinosaures.

So in the bird,

Donc, chez l'oiseau,

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

l'air passe dans les poumons, mais ceux-ci ne se dilatent et ne se contractent pas.

The lung is immobilized,

Le poumon est immobile,

it has the texture of a dense sponge

il a la même texture qu'une éponge dense,

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

et il est rigide, coincé sur le dessus et les côtés par la cage thoracique.

En bas, il est délimité par une membrane horizontale.

and on the bottom by a horizontal membrane.

It is then unidirectionally ventilated

Il est ensuite ventilé de manière unidirectionnelle

by a series of flexible, bag-like structures

par une série de structures souples qui ressemblent à des poches,

that branch off of the bronchial tree,

et qui partent de l'arbre bronchique,

beyond the lung itself,

au-delà même du poumon.

and these are called air sacs.

Ce sont les sacs aériens.

Now, this entire extremely delicate setup is locked into place

Ce mécanisme extrêmement délicat est maintenu en place

by a series of forked ribs

par plusieurs côtes en forme de fourches

all along the thoracic ceiling.

qui se trouvent le long du plafond thoracique.

Also, in many species of birds,

Chez de nombreuses espèces d'oiseaux,

extensions arise from the lung

des extensions des poumons

and the air sacs,

et des sacs aériens

they invade the skeletal tissues --

envahissent les tissus du squelette -

usually the vertebrae, sometimes the ribs --

souvent les vertèbres, parfois les côtes -

and they lock the respiratory system into place.

et verrouillent le système respiratoire.

Ce mécanisme s'appelle la « pneumatisation vertébrale ».

And this is called "vertebral pneumaticity."

The forked ribs and the vertebral pneumaticity

Les côtes fourchues et la pneumatisation vertébrale

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

sont deux indices que l'on peut rechercher dans les fossiles,

because these two skeletal traits

car ces deux caractéristiques squelettiques

would indicate that regions of the respiratory system of dinosaurs

indiqueraient que certaines parties du système respiratoire des dinosaures

are immobilized.

étaient immobiles.

This anchoring of the respiratory system

Cet ancrage du système respiratoire

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

a facilité, au cours de l'évolution, l'affinement de la barrière sang-air,

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

cette fine membrane à travers laquelle l'oxygène se diffuse dans le sang.

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

C'est l'immobilité qui permet cela car une barrière fine est aussi fragile,

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

et elle céderait si elle était activement ventilée

like a mammalian lung.

comme dans un poumon de mammifère.

Alors, pourquoi c'est intéressant ?

So why do we care about this?

Why does this even matter?

Qu'est-ce que ça change ?

Oxygen more easily diffuses across a thin membrane,

L'oxygène se diffuse plus facilement à travers une membrane fine,

and a thin membrane is one way of enhancing respiration

et cette membrane est un moyen d'améliorer la respiration

under low-oxygen conditions --

dans un environnement pauvre en oxygène

low-oxygen conditions like that of the Triassic period.

comme celui du Trias.

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

Alors si les dinosaures étaient effectivement équipés de ces poumons,

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

ils avaient un avantage pour respirer par rapport aux autres animaux,

including mammals.

notamment aux mammifères.

So do you remember the extant phylogenetic bracket method

Vous vous souvenez qu'avec la méthode du bracketing phylogénétique,

where we take the anatomy of modern animals,

on prend l'anatomie des animaux modernes,

and we apply that to the fossil record?

et on la transpose sur des fossiles.

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

Premier indice : les côtes fourchues des oiseaux d'aujourd'hui.

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

Eh bien, on les retrouve chez la majorité des dinosaures.

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

Cela veut dire que la partie supérieure des poumons des dinosaures

would be locked into place,

était maintenue en place,

just like modern birds.

tout comme chez les oiseaux actuels.

Clue number two is vertebral pneumaticity.

Second indice : la pneumatisation vertébrale.

We find this in sauropod dinosaurs and theropod dinosaurs,

On retrouve cette caractéristique chez les sauropodes et théropodes,

which is the group that contains predatory dinosaurs

qui sont le groupe auquel appartiennent les dinosaures prédateurs

and gave rise to modern birds.

et dont descendent les oiseaux actuels.

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

Même si on ne trouve pas de tissus pulmonaires dans les fossiles,

vertebral pneumaticity gives us evidence of what the lung was doing

la pneumatisation vertébrales nous dit comment le poumon fonctionnait

during the life of these animals.

pendant la vie de ces animaux.

Lung tissue or air sac tissue was invading the vertebrae,

Les tissus pulmonaires ou des sacs aériens envahissaient les vertèbres,

hollowing them out just like a modern bird,

ce qui les rendaient creuses, comme chez les oiseaux actuels,

and locking regions of the respiratory system into place,

et maintenaient certaines parties du système respiratoire en place

immobilizing them.

en les immobilisant.

The forked ribs

La combinaison des côtes fourchues

and the vertebral pneumaticity together

et de la pneumatisation vertébrale

were creating an immobilized, rigid framework

crée une structure rigide et immobile

that locked the respiratory system into place

verrouillant le système respiratoire

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

qui a permis l'apparition de cette barrière sang-air ultrafine et délicate

that we see today in modern birds.

que l'on trouve aujourd'hui chez les oiseaux.

Evidence of this straightjacketed lung in dinosaurs

Les preuves de ces poumons « en camisole » chez les dinosaures

means that they had the capability to evolve a lung

montrent qu'ils avaient la capacité d'évoluer avec un poumon

that would have been able to breathe

capable de respirer

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

dans l'atmosphère pauvre en oxygène du Trias.

This rigid skeletal setup in dinosaurs would have given them

Cette configuration squelettique rigide constituait un avantage important

a significant adaptive advantage over other animals, particularly mammals,

par rapport aux autre animaux, notamment aux mammifères,

whose flexible lung couldn't have adapted

dont les poumons souples n'auraient pas pu s'adapter

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

à l'atmosphère pauvre en oxygène du Trias.

This anatomy may have been the secret weapon of dinosaurs

Cette anatomie a peut-être été l'arme secrète des dinosaures,

that gave them that advantage over other animals.

leur avantage décisif par rapport aux autres animaux.

Et c'est aussi pour nous un formidable tremplin

And this gives us an excellent launchpad

to start testing the hypotheses of dinosaurian diversification.

pour commencer à tester les hypothèses de diversification des dinosaures.

This is the story of the dinosaurs' beginning,

C'est l'histoire du début des dinosaures

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

et ce n'est que le début de nos recherches sur le sujet.

Thank you.

Merci.

(Applause)

(Applaudissements)