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

Translator: Joseph Geni Reviewer: Camille Martínez

Prevodilac: Stefan Mitikj Lektor: Ivana Korom

We've all heard about how the dinosaurs died.

Сви смо чули о томе како су диносауруси изумрли.

The story I'm going to tell you

Прича коју ћу вам испричати

happened over 200 million years before the dinosaurs went extinct.

десила се преко 200 милиона година пре него што су диносауруси изумрли.

This story starts at the very beginning,

Ова прича почиње на самом почетку,

when dinosaurs were just getting their start.

када су диносауруси тек започели.

One of the biggest mysteries in evolutionary biology

Једна од највећих мистерија у еволуционој биологији

is why dinosaurs were so successful.

је због чега су диносауруси били тако успешни.

What led to their global dominance for so many years?

Шта је довело до њихове глобалне доминације толико година?

When people think about why dinosaurs were so amazing,

Када људи размишљају о томе зашто су диносауруси били тако невероватни,

they usually think about the biggest or the smallest dinosaur,

обично размишљају о највећем или најмањем диносаурусу,

or who was the fastest,

или о томе ко је био најбржи,

or who had the most feathers,

или ко је имао највише перја,

the most ridiculous armor, spikes or teeth.

најсмешнији оклоп, шиљке или зубе.

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

Али можда је одговор имао везе са њиховом унутрашњом анатомијом -

a secret weapon, so to speak.

тајним оружјем, да тако кажем.

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

Моје колеге и ја мислимо да су то била њихова плућа.

I am both a paleontologist and a comparative anatomist,

Ја сам и палеонтолог и упоредни анатомиста,

and I am interested in understanding

а мене занима разумевање

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

како је специјализовано плуће диносаурусима помогло да преузму планету.

So we are going to jump back over 200 million years

Па ћемо скочити назад преко 200 милиона година

to the Triassic period.

до периода тријаса.

The environment was extremely harsh,

Околина је била изузетно оштра,

there were no flowering plants,

није било цветница,

so this means that there was no grass.

па то значи да није било траве.

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

Замислите пејзаж препун борова и папрати.

At the same time, there were small lizards,

Истовремено, било је малих гуштера,

mammals, insects,

сисара, инсеката,

and there were also carnivorous and herbivorous reptiles --

а било је и рептила месождера и биљоједа -

all competing for the same resources.

који су се сви такмичили за исте ресурсе.

Critical to this story

Важно за ову причу

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

је да је процењен ниво кисеоника био нижи од 15 процената,

compared to today's 21 percent.

у поређењу са данашњим 21 процентом.

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

Дакле, било би пресудно да би диносауруси могли да дишу

in this low-oxygen environment,

у овом окружењу са мало кисеоника,

not only to survive

не само да би преживели

but to thrive and to diversify.

него и напредовали и развијали се.

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

Па, како знамо каква су била диносауруска плућа,

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

будући да је све што остаје од њих њихов фосилизовани костур?

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

Метода коју користимо зове се "постојеће филогенетско бракетовање."

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

Ово је отмени начин казивања да проучавамо анатомију -

specifically in this case, the lungs and skeleton --

посебно у овом случају, плућа и костур -

of the living descendants of dinosaurs on the evolutionary tree.

живих потомака диносауруса на еволуцијском дрвету.

So we would look at the anatomy of birds,

Па бисмо погледали анатомију птица,

who are the direct descendants of dinosaurs,

које су директни потомци диносауруса,

and we'd look at the anatomy of crocodilians,

и погледали бисмо анатомију крокодила,

who are their closest living relatives,

ко су им најближи живи рођаци,

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

а онда бисмо погледали анатомију гуштера и корњача,

who we can think of like their cousins.

које можемо рачунати као њихове рођаке.

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

А онда примењујемо ове анатомске податке на фосилне записе,

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

и онда то можемо искористити да реконструишемо плућа диносауруса.

And in this specific instance,

У овом конкретном случају,

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

скелет диносаура личи на модерне птице.

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

Дакле, будући да су се диносауруси тада такмичили са раним сисарима,

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

важно је разумети основни нацрт плућа сисара.

Also, to reintroduce you to lungs in general,

Такође, да вас поново уведем у плућа уопште,

we will use my dog Mila of Troy,

користићемо мог пса Мила из Троје,

the face that launched a thousand treats,

лице које је лансирало хиљаду посластица,

as our model.

као наш модел.

(Laughter)

(Смех)

This story takes place inside of a chest cavity.

Ова прича се одвија унутар грудне шупљине.

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

Зато желим да визуелно представите ребра пса.

Think about how the spinal vertebral column

Замислите да је кичмени стуб

is completely horizontal to the ground.

потпуно водораван на земљи.

This is how the spinal vertebral column is going to be

Овако ће кичмени стуб бити

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

код свих животиња о којима ћемо разговарати,

whether they walked on two legs

било да су ходале на две ноге

or four legs.

или четири ноге.

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

Сада желим да се попнете унутар замишљеног грудног коша и погледате горе.

This is our thoracic ceiling.

Ово је наш торакални плафон.

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

Овде горња површина плућа долази у директан контакт

with the ribs and vertebrae.

са ребрима и краљешцима.

This interface is where our story takes place.

Овај интерфејс је место где се наша прича одвија.

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

Сада желим да визуелизујете плућа пса.

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

Споља је као џиновска торба на надувавање

where all parts of the bag expand during inhalation

где се током удисања сви делови вреће шире

and contract during exhalation.

и смањују током издаха.

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

Унутар торбе се налази серија гранастих цеви,

and these tubes are called the bronchial tree.

и ове цеви се зову бронхијално дрво.

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

Ове цеви испоручују удисани кисеоник до, на крају, алвеола.

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

Дифузијом прелазе преко танке мембране у крвоток.

Now, this part is critical.

Овај део је критичан.

The entire mammalian lung is mobile.

Читаво плуће сисара је покретно.

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

То значи да се креће током целог респираторног процеса,

so that thin membrane, the blood-gas barrier,

тако да та танка мембрана, крвно-гасна баријера,

cannot be too thin or it will break.

не може бити претанка или ће пући.

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

Сетите се крвно-гасне баријере, јер ћемо се томе вратити.

So, you're still with me?

Дакле, још увек сте са мном?

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

Јер ћемо почети са птицама и постаје лудо,

so hold on to your butts.

зато се држите за задњице.

(Laughter)

(Смех)

The bird is completely different from the mammal.

Птица је потпуно другачија од сисара.

And we are going to be using birds as our model

А ми ћемо користити птице као наш модел

to reconstruct the lungs of dinosaurs.

за реконструисање плућа диносауруса.

So in the bird,

У птици

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

ваздух пролази кроз плућа, али плућа се не шире или не смањују.

The lung is immobilized,

Плућа су имобилисана,

it has the texture of a dense sponge

имају текстуру густог сунђера

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

и нефлексибилна су и закључана на врху и са стране уз ребра,

and on the bottom by a horizontal membrane.

а на дну хоризонталном мембраном.

It is then unidirectionally ventilated

Затим се једносмерно вентилише

by a series of flexible, bag-like structures

серијом флексибилних, грађевине у облику врећа

that branch off of the bronchial tree,

које се гранају од бронхијалног стабла,

beyond the lung itself,

иза плућа,

and these are called air sacs.

а то се назива ваздушним врећицама.

Now, this entire extremely delicate setup is locked into place

Ова целокупна изузетно деликатна конструкција је фиксирана на месту

by a series of forked ribs

серијом виљушканих ребара

all along the thoracic ceiling.

дуж торакалног плафона.

Also, in many species of birds,

Такође, код многих врста птица,

extensions arise from the lung

продужеци настају из плућа

and the air sacs,

и ваздушне вреће,

they invade the skeletal tissues --

они упадају у коштана ткива -

usually the vertebrae, sometimes the ribs --

обично пршљенове, понекад ребра -

and they lock the respiratory system into place.

и закључавају респираторни систем на своје место.

And this is called "vertebral pneumaticity."

И то се зове "вертебрална пнеуматичност."

The forked ribs and the vertebral pneumaticity

Виљушкаста ребра и вертебрална пнеуматичност

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

су два трага која можемо тражити у запису о фосилима,

because these two skeletal traits

јер би ове две скелетне особине

would indicate that regions of the respiratory system of dinosaurs

указивале на то да су региони респираторног система диносауруса

are immobilized.

имобилизовани.

This anchoring of the respiratory system

То сидрење респираторног система

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

је олакшало развој стањивања крвно-гасне баријере,

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

те танке мембране преко које је кисеоник улазио у крвоток.

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

Непокретност то дозвољава јер је танка баријера слаба баријера,

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

а слаба баријера би пукла ако би се активно проветравала

like a mammalian lung.

попут плућа сисара.

So why do we care about this?

Па зашто нас брига за ово?

Why does this even matter?

Зашто је ово уопште важно?

Oxygen more easily diffuses across a thin membrane,

Кисеоник се лакше шири преко танке мембране,

and a thin membrane is one way of enhancing respiration

а танка мембрана је један од начина да се побољша дисање

under low-oxygen conditions --

под условима са мало кисеоника -

low-oxygen conditions like that of the Triassic period.

условима са мало кисеоника попут тријазног периода.

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

Дакле, ако су диносаури заиста имали ову врсту плућа,

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

били би боље опремљени за дисање од свих осталих животиња,

including mammals.

укључујући сисаре.

So do you remember the extant phylogenetic bracket method

Па сећате ли се постојећег метода филогенетског брекетовања

where we take the anatomy of modern animals,

где узмемо анатомију савремених животиња,

and we apply that to the fossil record?

и применимо то на запис фосила?

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

Дакле, траг број један су била рачваста ребра савремених птица.

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

Па, то налазимо у већини диносауруса.

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

Дакле, то значи да би горња површина плућа диносауруса

would be locked into place,

била закључана на месту,

just like modern birds.

баш као и код савремених птица.

Clue number two is vertebral pneumaticity.

Траг број два је вертебрална пнеуматика.

We find this in sauropod dinosaurs and theropod dinosaurs,

Ово налазимо код сауроподних и теодоподних диносауруса,

which is the group that contains predatory dinosaurs

која је група која садржи диносаурусе грабљивице

and gave rise to modern birds.

из које су настале модерне птице.

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

И док код диносауруса не налазимо доказе о фосилизованом плућном ткиву,

vertebral pneumaticity gives us evidence of what the lung was doing

вертебрална пнеуматичност нам даје доказе о томе шта је плуће радило

during the life of these animals.

током живота ових животиња.

Lung tissue or air sac tissue was invading the vertebrae,

Плућно ткиво или ткиво ваздушне вреће нападали су пршљенове,

hollowing them out just like a modern bird,

издубили их, као код модернох птица,

and locking regions of the respiratory system into place,

и закључавали регионе респираторног система,

immobilizing them.

имобилишући их.

The forked ribs

Рачваста ребра

and the vertebral pneumaticity together

и вертебрална пнеуматичност заједно

were creating an immobilized, rigid framework

стварали су имобилизовани, крути оквир

that locked the respiratory system into place

који је закључао дисајни систем на своје место

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

који је омогућио еволуцију те супертанке, суперделикатне крвно-гасне баријере

that we see today in modern birds.

коју данас видимо код савремених птица.

Evidence of this straightjacketed lung in dinosaurs

Доказ о овом ограниченом плућу код диносауруса

means that they had the capability to evolve a lung

значи да су имали способност да развију плућа

that would have been able to breathe

која би могла дисати

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

у хипоксичној или атмосфери са мало кисеоника у тријазном периоду.

This rigid skeletal setup in dinosaurs would have given them

Ова крута костурна постава код диносауруса би им дала

a significant adaptive advantage over other animals, particularly mammals,

значајну адаптивну предност над другим животињама, посебно сисарима,

whose flexible lung couldn't have adapted

чије се флексибилно плуће није могло прилагодити

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

до хипоксичне или атмосфере са мало кисеоника тријаса.

This anatomy may have been the secret weapon of dinosaurs

Ова анатомија је можда била тајно оружје диносаура

that gave them that advantage over other animals.

које им је дало предност над другим животињама.

And this gives us an excellent launchpad

А ово нам даје одличан стартни уређај

to start testing the hypotheses of dinosaurian diversification.

да започнемо тестирање хипотеза диверзификације диносауруса.

This is the story of the dinosaurs' beginning,

Ово је прича о почетку диносауруса,

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

и то је само почетак приче нашег истраживања о овој теми.

Thank you.

Хвала вам.

(Applause)

(Аплауз)