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

Translator: Joseph Geni Reviewer: Camille Martínez

Tłumaczenie: Marta Konieczna Korekta: Agnieszka Fijałkowska

We've all heard about how the dinosaurs died.

Wszyscy słyszeliśmy o tym, jak wyginęły dinozaury.

The story I'm going to tell you

Historia, którą dziś opowiem,

happened over 200 million years before the dinosaurs went extinct.

wydarzyła się 200 milionów lat przed ich zagładą.

This story starts at the very beginning,

Ta opowieść sięga samych początków,

when dinosaurs were just getting their start.

kiedy dinozaury były na początku swojej drogi.

One of the biggest mysteries in evolutionary biology

Jedną z największych zagadek biologii ewolucyjnej jest to,

is why dinosaurs were so successful.

w jaki sposób dinozaury poradziły sobie tak dobrze.

What led to their global dominance for so many years?

Co doprowadziło do tego, że władały planetą tak długo?

When people think about why dinosaurs were so amazing,

Kiedy zastanawiamy się, dlaczego były tak niesamowite,

they usually think about the biggest or the smallest dinosaur,

myślimy zwykle o największych lub najmniejszych dinozaurach.

or who was the fastest,

O tym, który był najszybszy,

or who had the most feathers,

który miał najwięcej piór,

the most ridiculous armor, spikes or teeth.

najdziwniejszy pancerz, kolce lub zęby.

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

Ale odpowiedź tkwi raczej w ich budowie wewnętrznej.

a secret weapon, so to speak.

To ich tajna broń.

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

Według mnie i moich kolegów, były to ich płuca.

I am both a paleontologist and a comparative anatomist,

Jestem paleontologiem i anatomem porównawczym.

and I am interested in understanding

Interesuje mnie zagadnienie,

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

w jaki sposób płuca dinozaurów pomogły im zawładnąć światem.

So we are going to jump back over 200 million years

Cofnijmy się o 200 milionów lat,

to the Triassic period.

do okresu Triasu.

The environment was extremely harsh,

Środowisko było bardzo surowe,

there were no flowering plants,

nie było kwitnących roślin,

so this means that there was no grass.

co znaczy, że nie było trawy.

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

Wyobraźcie sobie krajobraz usiany sosnami i paprociami.

At the same time, there were small lizards,

W tym samym czasie żyły małe jaszczurki,

mammals, insects,

ssaki, insekty,

and there were also carnivorous and herbivorous reptiles --

oraz mięsożerne i roślinożerne gady.

all competing for the same resources.

Wszystkie walczyły o te same zasoby.

Critical to this story

Co ważne w tej historii,

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

poziom tlenu wynosił wtedy zaledwie 15%,

compared to today's 21 percent.

w porównaniu do dzisiejszych 21%.

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

Więc niezwykle ważne dla dinozaurów było oddychanie

in this low-oxygen environment,

w środowisku z niskim poziomem tlenu.

not only to survive

Nie tylko po to, żeby przeżyć,

but to thrive and to diversify.

ale żeby rozwijać się i różnicować.

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

Skąd wiemy, jakie były płuca dinozaurów,

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

skoro zostały po nich tylko skamieniałe szkielety?

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

Metoda, z której korzystamy, to rekonstrukcja filogenetyczna.

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

To taka zgrabna nazwa, mówiąca, że badamy anatomię,

specifically in this case, the lungs and skeleton --

w tym wypadku konkretnie płuca i szkielet,

of the living descendants of dinosaurs on the evolutionary tree.

żyjących dziś ewolucyjnych potomków dinozaurów.

So we would look at the anatomy of birds,

Przyglądamy się anatomii ptaków,

who are the direct descendants of dinosaurs,

które są ich bezpośrednimi potomkami,

and we'd look at the anatomy of crocodilians,

oraz anatomii krokodylowatych,

who are their closest living relatives,

które są ich najbliższymi żyjącymi krewnymi,

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

potem badamy anatomię jaszczurek i żółwi,

who we can think of like their cousins.

których nazywamy ich kuzynami.

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

Następnie nakładamy te dane na odkryte skamieniałości,

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

i możemy dzięki temu dokonać rekonstrukcji płuc dinozaurów.

And in this specific instance,

W tym konkretnym przypadku

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

szkielet dinozaura przypomina najbardziej ten współczesnych ptaków.

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

Ponieważ dinozaury rywalizowały w tym okresie z wczesnymi ssakami,

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

ważne jest, aby zrozumieć podstawowe działanie płuca ssaka.

Also, to reintroduce you to lungs in general,

Aby opowiedzieć wam, jak działają płuca,

we will use my dog Mila of Troy,

wykorzystamy mojego psa, Milenę Trojańską.

the face that launched a thousand treats,

Pyszczek, który wyprosił tysiąc smakołyków

as our model.

będzie naszym modelem.

(Laughter)

(Śmiech)

This story takes place inside of a chest cavity.

Wszystko dzieje się wewnątrz klatki piersiowej.

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

Tak wygląda ona u psa.

Think about how the spinal vertebral column

Jego kręgosłup

is completely horizontal to the ground.

jest równoległy do podłoża.

This is how the spinal vertebral column is going to be

Tak samo wygląda to

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

u wszystkich zwierząt, o których będziemy mówić,

whether they walked on two legs

chodzących na dwóch nogach

or four legs.

lub na czterech.

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

Teraz zajrzyjmy do środka.

This is our thoracic ceiling.

To sklepienie klatki piersiowej.

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

To tutaj powierzchnia płuc ma bezpośredni kontakt

with the ribs and vertebrae.

z żebrami i kręgosłupem.

This interface is where our story takes place.

To ważne miejsce dla naszej opowieści.

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

Zobaczcie teraz płuca psa.

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

Widziane z zewnątrz, są jak wielki nadmuchiwany worek,

where all parts of the bag expand during inhalation

który rozszerza się podczas wdechu

and contract during exhalation.

i kurczy podczas wydechu.

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

Wewnątrz niego jest mnóstwo maleńkich rozgałęzionych rurek,

and these tubes are called the bronchial tree.

tworzących drzewo oskrzelowe.

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

Dostarczają one wdychany tlen do pęcherzyków płucnych.

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

Tlen przenika przez cienką membranę do krwiobiegu za pomocą dyfuzji.

Now, this part is critical.

To, co teraz powiem, jest niezwykle ważne.

The entire mammalian lung is mobile.

Płuca ssaków są ruchome.

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

To znaczy że poruszają się w trakcie procesu oddychania,

so that thin membrane, the blood-gas barrier,

dlatego ta cienka membrana, bariera krew-tlen

cannot be too thin or it will break.

nie może być za cienka, bo pęknie.

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

Zapamiętajcie hasło bariera krew-tlen, będziemy do tego wracać.

So, you're still with me?

Nadążacie?

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

Teraz weźmiemy się za ptaki, to dopiero szaleństwo,

so hold on to your butts.

trzymajcie się mocno siedzeń.

(Laughter)

(Śmiech)

The bird is completely different from the mammal.

Ptaki są kompletnie inne niż ssaki.

And we are going to be using birds as our model

Wykorzystamy je jako nasz model

to reconstruct the lungs of dinosaurs.

do rekonstrukcji płuc dinozaurów.

So in the bird,

U ptaków powietrze przechodzi przez płuco,

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

ale nie rozszerza się ono ani nie kurczy.

The lung is immobilized,

Płuco jest nieruchome,

it has the texture of a dense sponge

ma strukturę zbitej gąbki.

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

Jest nieelastyczne i unieruchomione od góry i po bokach przez żebra,

and on the bottom by a horizontal membrane.

a od dołu przez błonę poziomą.

It is then unidirectionally ventilated

Jest ono wentylowane jednokierunkowo

by a series of flexible, bag-like structures

przez serię elastycznych, struktur przypominających worki,

that branch off of the bronchial tree,

które wychodzą z drzewa oskrzelowego

beyond the lung itself,

i znajdują się pod płucem.

and these are called air sacs.

To tak zwane worki powietrzne.

Now, this entire extremely delicate setup is locked into place

Cała ta niezwykle delikatna konstrukcja jest unieruchomiona

by a series of forked ribs

przez pary rozwidlonych żeber

all along the thoracic ceiling.

wzdłuż sklepienia klatki piersiowej.

Also, in many species of birds,

U wielu gatunków ptaków

extensions arise from the lung

z płuc i worków powietrznych

and the air sacs,

wychodzą przedłużenia,

they invade the skeletal tissues --

które wiążą się z tkanką szkieletową.

usually the vertebrae, sometimes the ribs --

Zwykle z kręgosłupem, czasem z żebrami.

and they lock the respiratory system into place.

Utrzymują one układ oddechowy w jednym miejscu.

And this is called "vertebral pneumaticity."

To tak zwane kości pneumatyczne.

The forked ribs and the vertebral pneumaticity

Rozwidlone żebra i kości pneumatyczne

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

to dwie wskazówki, których możemy poszukiwać w skamieniałościach,

because these two skeletal traits

bo te cechy szkieletu mogą wskazywać na to,

would indicate that regions of the respiratory system of dinosaurs

że układ oddechowy dinozaurów był nieruchomy.

are immobilized.

This anchoring of the respiratory system

To mocowanie układu oddechowego

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

umożliwiło ewolucję cieńszej bariery krew-powietrze,

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

czyli cieńszej membrany, przez którą tlen dostawał się do krwi.

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

Nieruchomość na to pozwalała, bo cienka bariera jest słabsza,

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

uległaby uszkodzeniu, gdyby zwierzę oddychało aktywnie,

like a mammalian lung.

tak jak robią to ssaki.

So why do we care about this?

Dlaczego nas to interesuje?

Why does this even matter?

Jakie to ma w ogóle znaczenie?

Oxygen more easily diffuses across a thin membrane,

Tlen łatwiej przenika przez cieńszą membranę,

and a thin membrane is one way of enhancing respiration

a to ułatwia oddychanie

under low-oxygen conditions --

w warunkach o niskiej zawartości tlenu.

low-oxygen conditions like that of the Triassic period.

Takich, jakie panowały w okresie Triasu.

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

Jeśli dinozaury miały takie płuca,

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

były znacznie lepiej przystosowane do oddychania niż inne zwierzęta,

including mammals.

w tym ssaki.

So do you remember the extant phylogenetic bracket method

Pamiętacie metodę rekonstrukcji filogenetycznej,

where we take the anatomy of modern animals,

w której wykorzystywaliśmy anatomię współczesnych zwierząt,

and we apply that to the fossil record?

żeby zastosować ją do skamieniałości?

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

Wskazówką numer jeden są rozwidlone żebra ptaków.

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

Znajdujemy je u większości dinozaurów.

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

Czyli oznacza to, że powierzchnia płuc dinozaurów

would be locked into place,

była unieruchomiona,

just like modern birds.

tak jak u dzisiejszych ptaków.

Clue number two is vertebral pneumaticity.

Wskazówka numer dwa to kości pneumatyczne.

We find this in sauropod dinosaurs and theropod dinosaurs,

Znajdujemy je u zauropodów i teropodów,

which is the group that contains predatory dinosaurs

wśród których znajdowały się drapieżne dinozaury,

and gave rise to modern birds.

i które są przodkami dzisiejszych ptaków.

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

I choć nie znajdujemy żadnych skamielin tkanki płucnej dinozaurów,

vertebral pneumaticity gives us evidence of what the lung was doing

kości pneumatyczne dają nam wskazówki na to, jak działały płuca

during the life of these animals.

tych zwierząt za ich życia.

Lung tissue or air sac tissue was invading the vertebrae,

Tkanka płucna lub tkanka worka powietrznego wchodziły w kręgi,

hollowing them out just like a modern bird,

przez co były one puste jak u współczesnych ptaków

and locking regions of the respiratory system into place,

i utrzymywały układ oddechowy w jednym miejscu,

immobilizing them.

unieruchamiając go.

The forked ribs

Rozwidlone żebra

and the vertebral pneumaticity together

i kości pneumatyczne

were creating an immobilized, rigid framework

tworzyły nieruchome, sztywne ramy,

that locked the respiratory system into place

utrzymujące układ oddechowy w jednym miejscu,

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

co pozwoliło na rozwiniecie się super cienkiej i super delikatnej

that we see today in modern birds.

bariery krew-powietrze, która jest u dzisiejszych ptaków.

Evidence of this straightjacketed lung in dinosaurs

Dowody na posiadanie takich płuc przez dinozaury oznaczają,

means that they had the capability to evolve a lung

że ewolucja pozwoliła im wytworzyć płuca,

that would have been able to breathe

które były zdolne do oddychania

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

w atmosferze okresu triasowego z niskim poziomem tlenu.

This rigid skeletal setup in dinosaurs would have given them

Ten sztywny układ szkieletowy u dinozaurów dał im

a significant adaptive advantage over other animals, particularly mammals,

znaczącą przewagę adaptacyjną nad innymi zwierzętami, zwłaszcza ssakami,

whose flexible lung couldn't have adapted

których elastyczne płuca nie mogły się przystosować

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

do atmosfery okresu triasowego z niskim poziomem tlenu.

This anatomy may have been the secret weapon of dinosaurs

Ta anatomia mogła być tajną bronią dinozaurów,

that gave them that advantage over other animals.

która dała im tę przewagę nad innymi zwierzętami.

And this gives us an excellent launchpad

To daje nam doskonałą podstawę,

to start testing the hypotheses of dinosaurian diversification.

żeby zacząć testować hipotezy o zróżnicowaniu dinozaurów.

This is the story of the dinosaurs' beginning,

To opowieść o początku dinozaurów,

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

i dopiero początek naszych badań na ten temat.

Thank you.

Dziękuję.

(Applause)

(Brawa)