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

Translator: Joseph Geni Reviewer: Camille Martínez

Fordító: Eva Danko Lektor: Maria Ruzsane Cseresnyes

We've all heard about how the dinosaurs died.

Azt mindannyian tudjuk, hogyan haltak ki a dinoszauruszok.

The story I'm going to tell you

Egy 200 millió évvel ezelőtti történetet

happened over 200 million years before the dinosaurs went extinct.

fogok elmondani önöknek, azelőttről, hogy a dinoszauruszok kihaltak volna.

This story starts at the very beginning,

A történet akkor kezdődött,

when dinosaurs were just getting their start.

amikor a dinoszauruszok még épp csak megjelentek.

One of the biggest mysteries in evolutionary biology

Az evolúciós biológia egyik legnagyobb rejtélye,

is why dinosaurs were so successful.

hogy vajon miért voltak ennyire sikeresek a dinoszauruszok.

What led to their global dominance for so many years?

Mi vezetett sok éven át tartó erőfölényükhöz a bolygón?

When people think about why dinosaurs were so amazing,

Amikor a dinoszauruszok nagyszerűségére gondolunk,

they usually think about the biggest or the smallest dinosaur,

általában azt vesszük számba, melyikük volt a legnagyobb vagy a legkisebb,

or who was the fastest,

melyikük volt a leggyorsabb,

or who had the most feathers,

melyiküknek volt a legtöbb tolla,

the most ridiculous armor, spikes or teeth.

legkülönösebb páncélja, tüskéje vagy foga.

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

Ám a válasz talán a belső anatómiájukban rejlik –

a secret weapon, so to speak.

egy titkos fegyverben, hogy úgy mondjam.

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

A kollégáimmal úgy hisszük, a tüdejük lehetett az.

I am both a paleontologist and a comparative anatomist,

Végzettségemet tekintve paleontológus és összehasonlító anatómus vagyok,

and I am interested in understanding

és azt szeretném megérteni,

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

hogy a specializálódott tüdő hogyan segítette őket, hogy uralják a bolygót.

So we are going to jump back over 200 million years

Szóval visszaugrunk 200 millió évet

to the Triassic period.

a triászba.

The environment was extremely harsh,

A környezet elég zord volt,

there were no flowering plants,

nem voltak virágos [zárvatermő] növények,

so this means that there was no grass.

így fű sem nőtt.

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

Képzeljenek el egy fenyőfákkal és páfrányokkal borított vidéket.

At the same time, there were small lizards,

Ugyanakkor akadtak kis gyíkok,

mammals, insects,

emlősök, rovarok,

and there were also carnivorous and herbivorous reptiles --

továbbá hús- és növényevő hüllők –

all competing for the same resources.

mind ugyanazokért az erőforrásokért versengve.

Critical to this story

Nagyon lényeges a történetben,

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

hogy az oxigénszint nagyjából 15%-os volt,

compared to today's 21 percent.

összehasonlítva a mai 21%-kal.

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

Fontos volt a dinoszauruszok számára, hogy képesek legyenek lélegezni

in this low-oxygen environment,

ilyen alacsony oxigénszint mellett is,

not only to survive

nemcsak hogy túléljenek,

but to thrive and to diversify.

de az egyed- és törzsfejlődés szempontjából is.

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

Honnan tudjuk egyáltalán, milyen volt a dinoszauruszok tüdeje,

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

mikor a dinoszauruszokból általában csak megkövesedett csontvázuk maradt meg?

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

A módszernek, amit használtunk, EPB, "fennmaradó filogenetikai konzol" a neve.

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

Így mondják azt felvágósan, hogy anatómiai vizsgálatokat végezünk

specifically in this case, the lungs and skeleton --

olyan ma élő fajokon, amelyek a dinoszauruszok leszármazottjai,

of the living descendants of dinosaurs on the evolutionary tree.

So we would look at the anatomy of birds,

Megnéztük a madarak anatómiáját,

who are the direct descendants of dinosaurs,

mert ők a dinoszauruszok egyenesági leszármazottai,

and we'd look at the anatomy of crocodilians,

és a krokodilokat is tanulmányoztuk,

who are their closest living relatives,

mivel ők a legközelebbi élő rokonaik,

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

továbbá a gyíkok és teknősök anatómiáját is vizsgáltuk,

who we can think of like their cousins.

rájuk unokatestvérként gondolhatunk.

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

Az így szerzett anatómiai adatokat alkalmazzuk a fosszilis rekordokra,

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

így pedig rekonstruálhatjuk a dinoszauruszok tüdejét.

And in this specific instance,

Ebben a specifikus esetben

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

a dinoszauruszok csontváza leginkább a mai madarakéhoz hasonlít.

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

Mivel a dinoszauruszok akkoriban a korai emlősökkel vetélkedtek,

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

fontos megértenünk, hogy az emlősök tüdeje hogyan is működött.

Also, to reintroduce you to lungs in general,

Ismerkedjünk meg a tüdővel úgy, általában,

we will use my dog Mila of Troy,

ehhez kutyámat, a trójai Milát fogjuk használni modellként,

the face that launched a thousand treats,

akinek egyszerűen nem lehet ellenállni, ahogy Helénának sem lehetett.

as our model.

(Laughter)

(Nevetés)

This story takes place inside of a chest cavity.

Ez a történet egy mellkasban zajlik.

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

Szeretném, ha elképzelnék egy kutya bordakosarát.

Think about how the spinal vertebral column

Gondolják át: a gerincoszlop

is completely horizontal to the ground.

teljesen párhuzamos a földdel.

This is how the spinal vertebral column is going to be

Ugyanígy áll a gerincoszlop

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

minden olyan állat esetében, amelyről beszélni fogunk,

whether they walked on two legs

akár két lábon,

or four legs.

akár négy lábon jár.

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

Most másszanak be e képzeletbeli bordakosárba, és nézzenek fel.

This is our thoracic ceiling.

Ez a mellüreg boltozata.

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

A tüdő felső felszíne, itt kerül direkt kapcsolatba

with the ribs and vertebrae.

a bordákkal és csigolyákkal.

This interface is where our story takes place.

Ez az a felület, ahol a történetünk játszódik.

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

Képzeljék el egy kutya tüdejét.

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

Kívülről olyan, mint egy óriási felfújható zsák,

where all parts of the bag expand during inhalation

amely belégzéskor kitágul,

and contract during exhalation.

kilégzéskor összehúzódik.

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

A zsák belsejében csövek ágaznak fraktálszerűen szanaszét,

and these tubes are called the bronchial tree.

ezeket a csöveket hívják hörgőfának.

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

Ezek a csövek szállítják a belélegzett oxigént végül a tüdőhólyagocskákba.

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

Az oxigén egy vékony hártyarétegen keresztül, diffúzióval jut be a véráramba.

Now, this part is critical.

Ezen a részen múlik minden.

The entire mammalian lung is mobile.

Az emlősök tüdejének egésze mozgásban van.

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

Ez azt jelenti, hogy a légzés során állandó mozgásban van,

so that thin membrane, the blood-gas barrier,

így ez a vékony hártya, a vér-levegő gát

cannot be too thin or it will break.

nem lehet túl vékony, különben összeomlik.

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

Véssék az eszükbe a vér-levegő gátat, mert fogunk még beszélni róla.

So, you're still with me?

Tudnak követni?

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

Mert most jönnek a madarak, az pedig őrületes lesz,

so hold on to your butts.

kössék fel a fehérneműjüket.

(Laughter)

(Nevetés)

The bird is completely different from the mammal.

A madarak teljesen másak, mint az emlősök.

And we are going to be using birds as our model

Madarakat fogunk modellként használni

to reconstruct the lungs of dinosaurs.

a dinoszauruszok tüdejének rekonstruálásához.

So in the bird,

A madarakban

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

a levegő áthalad a tüdőn, ám a tüdő nem tágul és zsugorodik össze.

The lung is immobilized,

A tüdő mozdulatlan,

it has the texture of a dense sponge

az állaga, mint a tömött szivacs, rugalmatlan,

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

be van zárva felülről és oldalról a bordakosár,

and on the bottom by a horizontal membrane.

alulról pedig egy vízszintes hártya által határolt részbe.

It is then unidirectionally ventilated

Ebben az egyirányú szellőzést

by a series of flexible, bag-like structures

a hörgőfáról leágazó, légzsákhoz hasonló

that branch off of the bronchial tree,

rugalmas struktúrák sorozat biztosítják

beyond the lung itself,

magán a tüdőn kívül,

and these are called air sacs.

– és ezeket hívjuk légkamráknak.

Now, this entire extremely delicate setup is locked into place

Na most, ennek az egész, hihetetlenül kifinomult berendezésnek a helyzete fix,

by a series of forked ribs

mivel egy csomó, a mellüreg felső részén húzódó

all along the thoracic ceiling.

kettéágazó borda – villacsont – a helyében tartja.

Also, in many species of birds,

Sok madárfaj

extensions arise from the lung

tüdejének és a légzsákoknak is

and the air sacs,

vannak kinövései,

they invade the skeletal tissues --

amelyek benyúlnak a csontok szövetébe –

usually the vertebrae, sometimes the ribs --

általában a csigolyákba, néha a bordákba –,

and they lock the respiratory system into place.

és ezek fixálják a légzőszerv helyzetét.

And this is called "vertebral pneumaticity."

Ezek a légtartalmú, üreges csigolyák.

The forked ribs and the vertebral pneumaticity

A villacsontok és üreges csigolyacsontok olyan nyomok,

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

amelyeket érdemes keresnünk a fosszilis rekordok között,

because these two skeletal traits

mert a csontváz ezen jellegzetességei

would indicate that regions of the respiratory system of dinosaurs

arra utalnának, hogy a dinoszauruszok légzőszerve

are immobilized.

mozdulatlan.

This anchoring of the respiratory system

A légzőrendszer kötöttsége

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

elősegítette a vér-levegő gát elvékonyodásának evolúcióját

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

– ez az a vékony hártya, amelyen át az oxigén a véráramba diffundál.

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

A mozdulatlanság ezt megengedte. A vékony gát egyben gyenge gát is,

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

a gyenge gát átszakadna, ha olyan erős légáramlásnak volna kitéve,

like a mammalian lung.

mint egy emlős tüdeje.

So why do we care about this?

Hogy ez miért érdekes?

Why does this even matter?

Miért számít egyáltalán?

Oxygen more easily diffuses across a thin membrane,

Az oxigén sokkal könnyebben diffundál át egy vékony hártyán,

and a thin membrane is one way of enhancing respiration

és a vékony hártya egyben az egyik módja, hogy alacsony oxigéntartalmú környezetben

under low-oxygen conditions --

hatékonyabbá tegye a légzést –

low-oxygen conditions like that of the Triassic period.

olyan környezetben, mint ami a triászt jellemezte.

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

Szóval ha a dinoszauruszoknak valóban ilyen tüdejük volt,

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

a légzés jobban ment nekik, mint bármelyik másik állatnak,

including mammals.

beleértve az emlősöket is.

So do you remember the extant phylogenetic bracket method

Emlékeznek a "fennmaradó filogenetikai konzolra",

where we take the anatomy of modern animals,

ahol fogjuk a mai állatok anatómiáját,

and we apply that to the fossil record?

és ráillesztjük a kövületekére?

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

Az egyes számú nyom a mai madarak villacsontja.

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

A legtöbb dinoszaurusznál ez megtalálható.

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

Vagyis a dinoszauruszok tüdejének felszíne

would be locked into place,

ugyanúgy rögzített,

just like modern birds.

mint a mai madaraké.

Clue number two is vertebral pneumaticity.

A második nyom az üreges csigolya.

We find this in sauropod dinosaurs and theropod dinosaurs,

A sauropodáknál és a theropodáknál találunk ilyen jellegzetességet,

which is the group that contains predatory dinosaurs

és az ő csoportjukban találhatóak a ragadozó dinoszauruszok is,

and gave rise to modern birds.

és ebből a csoportból erednek a mai madarak.

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

Bár nem leltünk eddig megkövült dinoszaurusz tüdőszövetekre,

vertebral pneumaticity gives us evidence of what the lung was doing

az üreges csigolyák bizonyítják, hogyan működött

during the life of these animals.

ezen állatok tüdeje életük során.

Lung tissue or air sac tissue was invading the vertebrae,

A tüdőszövetek vagy a légzsák szövetei benyúltak a csigolyákba,

hollowing them out just like a modern bird,

üregeket képezve, mint a mai madaraknál is,

and locking regions of the respiratory system into place,

és a légzőrendszert mozdulatlan pozícióba,

immobilizing them.

egyhelybe rögzítették.

The forked ribs

A villás bordacsontok

and the vertebral pneumaticity together

és az üreges csigolyák együtt

were creating an immobilized, rigid framework

egy mozdulatlan, rideg keretet hoztak létre,

that locked the respiratory system into place

amely fixálta a légzőrendszer helyzetét,

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

lehetővé tette az extrém vékony és finom vér-levegő gát evolúcióját,

that we see today in modern birds.

amely a mai madarak jellemzője is.

Evidence of this straightjacketed lung in dinosaurs

Ez a bizonyíték, hogy a dinoszauruszok tüdeje "kényszerzubbonyban" volt,

means that they had the capability to evolve a lung

azt jelenti, hogy képesek voltak olyan tüdőt kifejleszteni,

that would have been able to breathe

amellyel lélegezhettek

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

a triász oxigénhiányos vagy alacsony oxigéntartalmú légkörében.

This rigid skeletal setup in dinosaurs would have given them

Az alkalmazkodás szempontjából a dinoszauruszok számára

a significant adaptive advantage over other animals, particularly mammals,

a merev vázszerkezet előnyt jelentett más állatokkal, főleg az emlősökkel szemben,

whose flexible lung couldn't have adapted

amelyek rugalmas tüdeje nem tudott alkalmazkodni

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

a triász oxigénhiányos vagy alacsony oxigéntartalmú légköréhez.

This anatomy may have been the secret weapon of dinosaurs

Ez az anatómiai felépítés lehetett a dinoszauruszok titkos fegyvere,

that gave them that advantage over other animals.

amely előnyt biztosított számukra más állatokkal szemben.

And this gives us an excellent launchpad

Ez kiváló kiindulópont ahhoz is,

to start testing the hypotheses of dinosaurian diversification.

hogy elkezdjük elemezni a dinoszauruszok sokféleségével kapcsolatos hipotézisünket.

This is the story of the dinosaurs' beginning,

Ez a dinoszauruszok történetének kezdete,

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

és ezzel együtt a mi kutatásunknak is csupán az elejét jelenti.

Thank you.

Köszönöm.

(Applause)

(Taps)