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

Translator: Joseph Geni Reviewer: Camille Martínez

Tradutor: Claudia Sander Revisor: Maricene Crus

We've all heard about how the dinosaurs died.

Todos nós sabemos como os dinossauros morreram.

The story I'm going to tell you

A história que vou contar

happened over 200 million years before the dinosaurs went extinct.

aconteceu mais de 200 milhões de anos antes da extinção dos dinossauros.

This story starts at the very beginning,

Essa história começa lá atrás,

when dinosaurs were just getting their start.

quando os dinossauros estavam apenas surgindo.

One of the biggest mysteries in evolutionary biology

Um dos maiores mistérios da biologia evolutiva

is why dinosaurs were so successful.

é por que os dinossauros foram tão bem-sucedidos.

What led to their global dominance for so many years?

O que levou à sua dominância global

por tantos anos?

When people think about why dinosaurs were so amazing,

Quando as pessoas pensam por que dinossauros eram tão incríveis,

they usually think about the biggest or the smallest dinosaur,

normalmente pensam em qual era o maior ou o menor,

or who was the fastest,

ou o mais rápido,

or who had the most feathers,

ou qual tinha mais penas,

the most ridiculous armor, spikes or teeth.

ou a armadura, espinhos ou dentes mais absurdos.

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

Mas talvez a resposta tenha a ver com a anatomia interna deles;

a secret weapon, so to speak.

uma arma secreta, por assim dizer.

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

Meus colegas e eu achamos que eram seus pulmões.

I am both a paleontologist and a comparative anatomist,

Sou paleontóloga e anatomista comparativa

and I am interested in understanding

e tenho interesse em entender

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

como o pulmão especializado dos dinossauros

ajudou-os a dominarem o planeta.

So we are going to jump back over 200 million years

Então vamos retroceder mais de 200 milhões de anos,

to the Triassic period.

para o período Triássico.

The environment was extremely harsh,

O ambiente era extremamente inóspito,

there were no flowering plants,

não havia plantas floríferas,

so this means that there was no grass.

o que significa que não havia grama.

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

Imaginem uma paisagem repleta de pinheiros e samambaias.

At the same time, there were small lizards,

Ao mesmo tempo, havia pequenos lagartos,

mammals, insects,

mamíferos, insetos,

and there were also carnivorous and herbivorous reptiles --

e também répteis carnívoros e herbívoros,

all competing for the same resources.

todos competindo pelos mesmos recursos.

Critical to this story

A parte crítica dessa história

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

é que estima-se que o nível de oxigênio era de apenas 15%,

compared to today's 21 percent.

comparado aos 21% atuais.

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

Então, era essencial que os dinossauros pudessem respirar

in this low-oxygen environment,

nesse ambiente de pouco oxigênio,

not only to survive

não apenas para sobreviverem, mas para prosperarem e se diversificarem.

but to thrive and to diversify.

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

Como saber como eram os pulmões dos dinossauros,

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

se tudo que resta de um dinossauro geralmente é seu esqueleto fossilizado?

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

O método que usamos é chamado

de "bracketing filogenético existente".

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

Uma maneira chique de dizer que estudamos a anatomia,

specifically in this case, the lungs and skeleton --

especificamente, nesse caso, dos pulmões e do esqueleto,

of the living descendants of dinosaurs on the evolutionary tree.

dos descendentes vivos dos dinossauros na árvore evolutiva.

So we would look at the anatomy of birds,

Então, observamos a anatomia das aves,

who are the direct descendants of dinosaurs,

que são descendentes diretos dos dinossauros,

and we'd look at the anatomy of crocodilians,

observamos a anatomia de crocodilianos,

who are their closest living relatives,

que são os parentes vivos mais próximos,

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

e também a anatomia de lagartos e tartarugas,

who we can think of like their cousins.

que podemos pensar como sendo seus primos.

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

Então aplicamos esses dados anatômicos aos registros fósseis,

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

e podemos usá-los para reconstruir os pulmões dos dinossauros.

And in this specific instance,

E, neste momento,

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

o esqueleto dos dinossauros lembra muito o das aves modernas.

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

Como os dinossauros competiam com os mamíferos nesse período,

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

é importante entender as características básicas do pulmão dos mamíferos.

Also, to reintroduce you to lungs in general,

E, para explicar sobre pulmões em geral,

we will use my dog Mila of Troy,

usaremos meu cachorro Mila of Troy,

the face that launched a thousand treats,

a cara que lançou mil petiscos,

as our model.

como nosso modelo.

(Laughter)

(Risos)

This story takes place inside of a chest cavity.

Essa história ocorre dentro de uma cavidade torácica.

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

Quero que visualizem a caixa torácica de um cachorro.

Think about how the spinal vertebral column

Vejam como a coluna vertebral é completamente horizontal ao chão.

is completely horizontal to the ground.

This is how the spinal vertebral column is going to be

A coluna vertebral é assim

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

em todos os animais sobre os quais vamos falar,

whether they walked on two legs

quer andem sobre duas ou quatro patas.

or four legs.

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

Agora vamos escalar a caixa torácica imaginária e olhar para cima.

This is our thoracic ceiling.

Este é o teto torácico.

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

É aqui que a superfície superior dos pulmões

entra em contato direto com as costelas e as vértebras.

with the ribs and vertebrae.

This interface is where our story takes place.

É aqui que nossa história ocorre.

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

Agora quero que visualizem os pulmões de um cachorro.

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

Por fora, é como um grande saco inflável

where all parts of the bag expand during inhalation

que se expande por inteiro durante a inspiração

and contract during exhalation.

e se contrai durante a expiração.

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

Dentro desse saco existe uma série de tubos ramificados,

and these tubes are called the bronchial tree.

chamados de árvore brônquica.

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

Esses tubos distribuem o oxigênio inalado para os alvéolos.

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

Eles atravessam uma membrana fina para a corrente sanguínea por difusão.

Now, this part is critical.

Agora, essa parte é fundamental.

The entire mammalian lung is mobile.

Todo o pulmão do mamífero é móvel,

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

o que significa que ele se move durante todo o processo respiratório,

so that thin membrane, the blood-gas barrier,

então aquela fina membrana, a barreira alvéolo-capilar,

cannot be too thin or it will break.

não pode ser muito fina, ou vai se romper.

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

Não se esqueçam da barreira alvéolo-capilar, voltaremos a ela.

So, you're still with me?

Estão acompanhando?

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

Vamos começar com as aves, e isso vai ser muito louco,

so hold on to your butts.

então apertem os cintos.

(Laughter)

(Risos)

The bird is completely different from the mammal.

As aves são completamente diferentes dos mamíferos.

And we are going to be using birds as our model

E usaremos aves como modelos

to reconstruct the lungs of dinosaurs.

para reconstruir os pulmões dos dinossauros.

So in the bird,

Nas aves,

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

o ar passa pelo pulmão, mas ele não expande ou contrai.

The lung is immobilized,

O pulmão é imóvel,

it has the texture of a dense sponge

tem a textura de uma esponja densa,

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

é inflexível e fica preso no topo e nas laterais pela caixa torácica

and on the bottom by a horizontal membrane.

e, embaixo, por uma membrana horizontal.

It is then unidirectionally ventilated

Ele é ventilado unidirecionalmente

by a series of flexible, bag-like structures

por uma série de estruturas flexíveis semelhantes a sacos,

that branch off of the bronchial tree,

que se ramificam para a árvore brônquica,

beyond the lung itself,

para além do próprio pulmão,

and these are called air sacs.

o que chamamos de sacos aéreos.

Now, this entire extremely delicate setup is locked into place

Toda essa estrutura extremamente delicada é mantida fixa no lugar

by a series of forked ribs

por uma série de costelas bifurcadas

all along the thoracic ceiling.

ao longo de todo o teto torácico.

Also, in many species of birds,

Em várias espécies de aves,

extensions arise from the lung

extensões surgem do pulmão

and the air sacs,

e dos sacos aéreos,

they invade the skeletal tissues --

invadem o tecido esquelético,

usually the vertebrae, sometimes the ribs --

normalmente as vértebras, às vezes as costelas,

and they lock the respiratory system into place.

e mantêm o sistema respiratório no lugar.

And this is called "vertebral pneumaticity."

Isso se chama "pneumatização vertebral".

The forked ribs and the vertebral pneumaticity

As costelas bifurcadas e a pneumatização vertebral

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

são duas pistas que podemos buscar nos registros fósseis,

because these two skeletal traits

porque essas duas características esqueléticas

would indicate that regions of the respiratory system of dinosaurs

indicam que havia regiões imobilizadas no sistema respiratório dos dinossauros.

are immobilized.

This anchoring of the respiratory system

Essa ancoragem do sistema respiratório

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

facilitou a redução da espessura da barreira alvéolo-capilar,

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

a fina membrana através da qual o oxigênio é difundido na corrente sanguínea.

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

A imobilidade permite isso, pois uma barreira fina é frágil

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

e romperia se fosse ventilada ativamente,

like a mammalian lung.

como os pulmões dos mamíferos.

So why do we care about this?

Por que nos importamos com isso?

Why does this even matter?

Por que isso importa?

Oxygen more easily diffuses across a thin membrane,

O oxigênio se difunde mais facilmente através de uma membrana fina,

and a thin membrane is one way of enhancing respiration

que é uma forma de melhorar a respiração

under low-oxygen conditions --

em baixos níveis de oxigênio,

low-oxygen conditions like that of the Triassic period.

como no período Triássico.

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

Então, se os dinossauros tivessem esse tipo de pulmão,

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

estariam melhor equipados para respirar do que todos os outros animais,

including mammals.

inclusive os mamíferos.

So do you remember the extant phylogenetic bracket method

Vocês se lembram do método de bracketing filogenético existente,

where we take the anatomy of modern animals,

em que aplicamos a anatomia dos animais modernos

and we apply that to the fossil record?

aos registros fósseis?

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

A pista número um foram as costelas bifurcadas das aves modernas.

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

Nós as encontramos na maioria dos dinossauros.

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

Isso significa que a superfície superior dos pulmões dos dinossauros

would be locked into place,

ficava fixa no lugar,

just like modern birds.

como nas aves modernas.

Clue number two is vertebral pneumaticity.

A pista número dois é a pneumatização vertebral.

We find this in sauropod dinosaurs and theropod dinosaurs,

Encontramos isso em dinossauros saurópodes e terópodes,

which is the group that contains predatory dinosaurs

o grupo que contém dinossauros predadores

and gave rise to modern birds.

e que deu origem às aves modernas.

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

E, apesar de não encontrarmos evidências

de tecido pulmonar fossilizado em dinossauros,

vertebral pneumaticity gives us evidence of what the lung was doing

a pneumatização vertebral nos dá evidências do que o pulmão fazia

during the life of these animals.

durante a vida desses animais.

Lung tissue or air sac tissue was invading the vertebrae,

Os tecidos pulmonares ou dos sacos aéreos invadiam as vértebras,

hollowing them out just like a modern bird,

tornando-as ocas, como nas aves modernas,

and locking regions of the respiratory system into place,

e mantendo no lugar regiões do sistema respiratório,

immobilizing them.

imobilizando-as.

The forked ribs

As costelas bifurcadas,

and the vertebral pneumaticity together

junto com a pneumatização vertebral,

were creating an immobilized, rigid framework

criavam uma estrutura rígida e fixa,

that locked the respiratory system into place

mantendo o sistema respiratório no lugar,

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

permitindo a evolução da barreira alvéolo-capilar superfina e superdelicada

that we see today in modern birds.

que vemos nas aves modernas.

Evidence of this straightjacketed lung in dinosaurs

A evidência dessa camisa-de-força prendendo os pulmões dos dinossauros

means that they had the capability to evolve a lung

significa que eles tiveram a capacidade de desenvolver pulmões

that would have been able to breathe

aptos a respirar na atmosfera hipóxica,

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

com baixo teor de oxigênio, do período Triássico.

This rigid skeletal setup in dinosaurs would have given them

Essa estrutura esquelética rígida dos dinossauros teria dado a eles

a significant adaptive advantage over other animals, particularly mammals,

uma vantagem adaptativa significativa sobre outros animais,

especialmente os mamíferos,

whose flexible lung couldn't have adapted

cujos pulmões flexíveis não poderiam se adaptar

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

à atmosfera hipóxica do Triássico.

This anatomy may have been the secret weapon of dinosaurs

Essa anatomia pode ter sido a arma secreta dos dinossauros

that gave them that advantage over other animals.

que deu a eles vantagens sobre outros animais.

And this gives us an excellent launchpad

E isso nos dá uma plataforma excelente

to start testing the hypotheses of dinosaurian diversification.

para começar a testar hipóteses sobre a diversificação dos dinossauros.

This is the story of the dinosaurs' beginning,

Essa é a história do surgimento dos dinossauros,

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

e é só o começo da história de nossa pesquisa sobre esse tema.

Thank you.

Obrigada.

(Applause)

(Aplausos)