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

Translator: Joseph Geni Reviewer: Camille Martínez

번역: Jina Yim 검토: Jihyeon J. Kim

We've all heard about how the dinosaurs died.

우리 모두는 공룡이 어떻게 멸종되었는지 알고 있습니다.

The story I'm going to tell you

제가 지금 알려드리려고 하는 것은

happened over 200 million years before the dinosaurs went extinct.

공룡이 멸종되기 200만년 전에 일어난 일입니다.

This story starts at the very beginning,

이 이야기는 공룡이 태어난 바로

when dinosaurs were just getting their start.

맨 처음부터 시작되었습니다.

One of the biggest mysteries in evolutionary biology

진화 생물학에서 가장 큰 신비 중 하나는

is why dinosaurs were so successful.

왜 공룡들이 그렇게 성공적이었는가입니다.

What led to their global dominance for so many years?

무엇이 오랜 세월 동안 공룡이 전 세계를 지배할 수 있게 한 걸까요?

When people think about why dinosaurs were so amazing,

사람들이 공룡이 놀랍다고 생각하는 이유는

they usually think about the biggest or the smallest dinosaur,

그들은 매우 크거나 또는 매우 작은 공룡이라고 생각하기 때문입니다.

or who was the fastest,

빠른 것도 있다고 생각하고,

or who had the most feathers,

깃털이 많은 것도 있거나 아니면

the most ridiculous armor, spikes or teeth.

우스꽝스러운 갑옷 피부, 뿔, 이빨이 있다고 생각하죠.

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

그러나 이에 대한 해답은 아마 해부학에 있을 것입니다.

a secret weapon, so to speak.

비밀스러운 무기 같은 거죠.

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

저와 제 동료는 이 해답이 그들의 폐에 있다고 생각했습니다.

I am both a paleontologist and a comparative anatomist,

저는 고생물학자이면서 비교 해부학자이며,

and I am interested in understanding

저는 전문화된 공룡들이 폐가

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

어떻게 지구를 정복하는데 특별한 능력이 있었는지 관심있습니다.

So we are going to jump back over 200 million years

우리는 200백만년 전인

to the Triassic period.

트라이아스기로 거슬러 올라갑니다.

The environment was extremely harsh,

환경은 매우 환경은 매우 가혹하고

there were no flowering plants,

화훼식물은 없는데,

so this means that there was no grass.

이 말은 풀이 없었다는 뜻입니다.

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

나무와 양치류로 가득찬 풍경을 상상해보세요.

At the same time, there were small lizards,

같은 시간, 작은 파충류들이 보이고,

mammals, insects,

포유동물들과 곤충들

and there were also carnivorous and herbivorous reptiles --

그리고 육식동물과 초식성 파충류등이 있습니다.

all competing for the same resources.

모두 같은 자원을 얻기위해 경쟁하는 것이죠.

Critical to this story

여기서 대단히 중요한 사실은

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

산소의 농도가 15% 까지 낮았다는 것인데,

compared to today's 21 percent.

오늘날과 비교해도 상당히 낮은 수치죠.

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

그래서 저산소의 환경에서

in this low-oxygen environment,

공룡들이 숨쉬기 어려웠을 것입니다.

not only to survive

살아 남는 것 뿐만 아니라

but to thrive and to diversify.

잘 자라고 다양해 지는 것도 그렇지요.

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

그러면 공룡의 잔해들은 일반적으로 화석화된 뼈인데,

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

우리는 공룡의 폐가 어땠는지 어떻게 알수 있을까요?

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

우리는 "확장된 계통발생적 브라케팅" 이라는 방법을 사용합니다.

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

이 단어는, 특히 진화 계보에서

specifically in this case, the lungs and skeleton --

살아있는 공룡들 후손의 폐나 뼈를 연구한다고 말할 경우,

of the living descendants of dinosaurs on the evolutionary tree.

해부학을 연구한다고 말하는 멋진 방법입니다.

So we would look at the anatomy of birds,

그래서 우리는 공룡의 직계후손인

who are the direct descendants of dinosaurs,

새의 해부학적 구조를 살펴보고,

and we'd look at the anatomy of crocodilians,

그리고 가장 가까운 친척인 악어들의

who are their closest living relatives,

해부학적 구조를 살펴 보았으며,

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

마지막으로 공룡의 사촌이라고 여겨지는

who we can think of like their cousins.

도마뱀과 거북이의 해부학 구조를 살펴보았습니다.

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

그리고 우리는 그들의 해부 정보들을 화석 기록에 적용해서

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

공룡의 폐를 재구성하는 데 사용할 수 있습니다.

And in this specific instance,

그리고 특정한 경우에

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

공룡들의 뼈대를 현대의 새들의 뼈대와 비슷하게 모읍니다.

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

이시기에는 공룡이 초기의 포유류들과 경쟁을 하고 있었기 때문에

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

포유류 폐의 기본 청사진을 이해하는 것이 중요합니다.

Also, to reintroduce you to lungs in general,

또한, 폐에 다시 소개하기 위해서

we will use my dog Mila of Troy,

우리의 모델로서

the face that launched a thousand treats,

매력적인 밀라를 사용하겠습니다.

as our model.

제가 기르는 개죠.

(Laughter)

(웃음)

This story takes place inside of a chest cavity.

이 이야기는 흉부 안쪽에서 일어납니다.

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

저는 개의 갈비뼈로 시각화 하고 싶은데요.

Think about how the spinal vertebral column

척추뼈 기둥이 어떻게 완벽하게

is completely horizontal to the ground.

지면과 수평을 이루고 있는지 생각해보시기 바랍니다.

This is how the spinal vertebral column is going to be

모든 동물들의 척추뼈 기둥이

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

이렇게 나타날 것인데, 이것은 그들이

whether they walked on two legs

두 발로 걸었는지, 네 발로 기었는지 말하는 겁니다.

or four legs.

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

이제 상상의 갈비뼈 안쪽으로 올라가서 한번 올려다 보실까요.

This is our thoracic ceiling.

이곳은 흉부의 천장입니다.

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

여기는 폐의 윗 표면 늑골과 척추에

with the ribs and vertebrae.

직접 접촉을 하게 됩니다.

This interface is where our story takes place.

이 공간이 우리가 말하는 이야기들이 일어나는 곳이죠.

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

이제, 저는 개의 폐를 시각화해보려고 합니다.

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

겉보기엔 모든 부분이 부풀어 오른 거대한 가방 같아서

where all parts of the bag expand during inhalation

흡입시에 팽창하고

and contract during exhalation.

숨을 내쉴때 수축합니다.

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

이 가방 안에는 가지모양의 튜브가 잇대어 있는데,

and these tubes are called the bronchial tree.

이것을 기관지 나무라고 합니다.

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

이 관들은 흡입된 산소들을 폐포에 전달합니다.

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

그들은 발산을 통해 얇은 막을 가로질러 혈류로 들어갑니다.

Now, this part is critical.

이 부분은 매우 중요합니다.

The entire mammalian lung is mobile.

전체 포유류의 폐는 이동성이 있습니다.

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

이 말은 호흡과정내내 폐가 움직인다는 뜻인데요,

so that thin membrane, the blood-gas barrier,

즉, 얇은 막인 '혈액-가스 장벽'이

cannot be too thin or it will break.

너무 얇아지거나 깨질 수 없다는 것입니다.

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

이것은 다시 사용할 것이니 혈액-가스 장벽을 기억해주세요.

So, you're still with me?

아직 그런가요?

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

우리는 이제 어려운 새에 대해 시작할 것입니다.

so hold on to your butts.

긴장하셔야합니다.

(Laughter)

(웃음)

The bird is completely different from the mammal.

조류는 포유류와는 완벽하게 다릅니다.

And we are going to be using birds as our model

그리고 공룡의 폐를 재구성하기 위한 모델로

to reconstruct the lungs of dinosaurs.

새를 사용할 것입니다.

So in the bird,

새의 몸속에서

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

공기가 폐를 통과하지만, 폐는 수축되거나 확장되지 않습니다.

The lung is immobilized,

폐가 고정되어 있는 것인데요.

it has the texture of a dense sponge

촘촘한 스펀지같은 질감을 가지고 있습니다.

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

그리고 이것은 잘 구부러지지 않고 갈비뼈에 의해 위와 옆이 고정되어 있고

and on the bottom by a horizontal membrane.

아래에 가로 막으로 고정되어 있습니다.

It is then unidirectionally ventilated

그리고 이것은 폐를 지나

by a series of flexible, bag-like structures

기관지 나무에서 떨어져 나오는

that branch off of the bronchial tree,

유연하고 가방같은 일련의 구조물에 의해

beyond the lung itself,

한 방향으로 환기되어집니다.

and these are called air sacs.

공기 주머니라고 합니다.

Now, this entire extremely delicate setup is locked into place

이제, 이것은 전체가 극도로 섬세한 구조체가

by a series of forked ribs

흉부의 천장을 따라서

all along the thoracic ceiling.

갈비뼈 무리에 고정되어 있습니다.

Also, in many species of birds,

또한, 많은 종료의 새들에서

extensions arise from the lung

폐에서 공기주머니사이에서

and the air sacs,

일어나는 팽창은

they invade the skeletal tissues --

그것은 골격 조직을 침범하는데

usually the vertebrae, sometimes the ribs --

보통 척추뼈 또는 갈비뼈라고 불리는 부분이죠,

and they lock the respiratory system into place.

그리고 이 갈비뼈는 호흡기를 제자리에 고정시킵니다.

And this is called "vertebral pneumaticity."

이것은 척추 기압이라고 불립니다.

The forked ribs and the vertebral pneumaticity

이 나누어진 갈비뼈와 척추기압은

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

우리가 화석에 남겨진 기록에서 얻을 수 있는 두가지 단서입니다.

because these two skeletal traits

이유는, 이 두가지 특징은

would indicate that regions of the respiratory system of dinosaurs

공룡의 호흡기 계통이 움직이지 않았다는 것을

are immobilized.

나타내기 때문입니다.

This anchoring of the respiratory system

이 고정된 호흡기 계통의 특징은

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

산소가 혈류로 퍼지는 얇은 막이

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

혈류-가스 장벽을 얇게 만드는 진화가 가능하게했습니다.

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

얇은 장벽은 약하기 때문에 위치가 고정된 것 이런 것이 가능하게 하며.

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

그리고 약한 장벽은 포유류 폐처럼

like a mammalian lung.

환기를 시키면 파열될 것입니다.

So why do we care about this?

우리는 이것을 왜 관리해야 할까요?

Why does this even matter?

이게 많이 중요할까요?

Oxygen more easily diffuses across a thin membrane,

산소는 얇은 막을 가로질러 쉽게 분산됩니다.

and a thin membrane is one way of enhancing respiration

이런 얇은 막은 산소가 적을 때는

under low-oxygen conditions --

호흡을 증가시키려고 한 방향으로만 작동하죠

low-oxygen conditions like that of the Triassic period.

바로 트라이아스기의 산소의 양이 적었을 때 처럼이죠.

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

공룡이 정말로 폐와 같은 것을 가지고 있었다면

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

그것은 포유류를 통틀어서 다른 동물들과 비교하면

including mammals.

호흡하기 용이했을 것입니다.

So do you remember the extant phylogenetic bracket method

이제 여러분은 현대 동물들의 해부학을 가져다가

where we take the anatomy of modern animals,

화석 기록에 적용했던

and we apply that to the fossil record?

현존하는 계통학적 분류법을 기억하고 계신가요?

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

첫 번째 단서는 현대 조류들의 갈비뼈였습니다.

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

우리는 대부분의 공룡에서 이런 것들을 발견합니다.

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

이것은 공룡들의 폐의 윗면이

would be locked into place,

현대의 조류들과 같이

just like modern birds.

어느 위치에 고정되어 있다는 뜻입니다.

Clue number two is vertebral pneumaticity.

두 번째 단서는 척추 기압입니다.

We find this in sauropod dinosaurs and theropod dinosaurs,

우리는 이것을 사우로포드 공룡과 테로포드 공룡에서 발견하는데,

which is the group that contains predatory dinosaurs

이 공룡은 포식공룡을 포함하고 있고

and gave rise to modern birds.

오늘날의 새의 조상이기도 합니다.

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

그리고 우리가 공룡에서 화석화된 폐조직의 증거를 찾지 못하는 동안,

vertebral pneumaticity gives us evidence of what the lung was doing

척추 기압은 폐가 이 동물들의 생전에

during the life of these animals.

무엇을 했는지 알려줍니다.

Lung tissue or air sac tissue was invading the vertebrae,

폐 조직이나 공기 주머니 조직은 척추뼈를 침범하여

hollowing them out just like a modern bird,

현대의 새처럼 속이 비게 하고

and locking regions of the respiratory system into place,

호흡기의 부위를 제자리에 고정시켜 이것들이 움직이지 못하도록 하는

immobilizing them.

역할을 했습니다.

The forked ribs

갈비뼈와 함꼐

and the vertebral pneumaticity together

척추 기압은 호흡기를 제자리에 고정시켜

were creating an immobilized, rigid framework

진화를 가능하게 하는 고정되고 단단한 골격을 만들었습니다.

that locked the respiratory system into place

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

오늘날 현대 조류에서 볼 수 있는

that we see today in modern birds.

초박막 혈액 가스 장벽이 그런 것이죠.

Evidence of this straightjacketed lung in dinosaurs

공룡의 이러한 폐에 대한 증거는

means that they had the capability to evolve a lung

그들이 트라이아스기 같은 저산소 상태에서 숨 쉴 수 있는 폐를

that would have been able to breathe

진화시킬 수 있는 능력을

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

가지고 있었음을 의미합니다.

This rigid skeletal setup in dinosaurs would have given them

공룡의 이러한 고정된 골격 구조는

a significant adaptive advantage over other animals, particularly mammals,

유연한 폐를 가지고 있어서 트라이아스기기의 저산소 대기에

whose flexible lung couldn't have adapted

적응할 수 없었을 포유류에 비해

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

적응에 있어서 상당한 이점을 주었을 것입니다.

This anatomy may have been the secret weapon of dinosaurs

이런 해부학적 특징은 다른 동물들과 비교해서 공룡들에게는

that gave them that advantage over other animals.

비장의 무기였을지도 모릅니다.

And this gives us an excellent launchpad

그리고 이것은 우리에게

to start testing the hypotheses of dinosaurian diversification.

여러 공룡의 가설을 실험하기 위한 훌륭한 발판을 제공해줍니다.

This is the story of the dinosaurs' beginning,

이것은 공룡의 시작에 대한 이야기인데,

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

이것은 이 주제에 대한 우리의 연구의 시작에 불과합니다.

Thank you.

감사합니다.

(Applause)

(박수)