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

Translator: Joseph Geni Reviewer: Camille Martínez

Översättare: Jenny Eriksson Granskare: Annika Bidner

We've all heard about how the dinosaurs died.

Vi har alla hört om hur dinosaurierna dog ut.

The story I'm going to tell you

Historien jag ska berätta för er

happened over 200 million years before the dinosaurs went extinct.

ägde rum 200 miljoner år före dinosaurierna dog ut.

This story starts at the very beginning,

Berättelsen börjar från början,

when dinosaurs were just getting their start.

då dinosaurierna precis hade börjat sin frammarsch.

One of the biggest mysteries in evolutionary biology

En av de största mysterierna i evolutionsbiologi

is why dinosaurs were so successful.

är varför dinosaurierna blev så framgångsrika.

What led to their global dominance for so many years?

Vad ledde till deras globala dominans i så många år?

When people think about why dinosaurs were so amazing,

När vi tänker på varför dinosaurierna var så fantastiska,

they usually think about the biggest or the smallest dinosaur,

tänker vi oftast på den största eller den minsta dinosaurien,

or who was the fastest,

eller vilken som var snabbast,

or who had the most feathers,

eller vilken som hade flest fjädrar,

the most ridiculous armor, spikes or teeth.

eller löjligaste pansaret, taggarna eller tänderna.

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

Men kanske ligger svaret i deras inre anatomi -

a secret weapon, so to speak.

ett hemligt vapen, så att säga.

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

Mina kollegor och jag, vi tror att det var deras lungor.

I am both a paleontologist and a comparative anatomist,

Jag är både en paleontolog och en jämförandeanatom,

and I am interested in understanding

och jag är intresserad av att förstå

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

hur den specialiserade dinosaurielungan hjälpte dem att ta över planeten.

So we are going to jump back over 200 million years

Så vi ska hoppa tillbaka mer än 200 miljoner år i tiden,

to the Triassic period.

till triasperioden.

The environment was extremely harsh,

Miljön var extremt hård,

there were no flowering plants,

det fanns inga blommande växter,

so this means that there was no grass.

så det betydde att det inte fanns något gräs.

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

Föreställ dig ett landskap fyllt med tallar och ormbunkar.

At the same time, there were small lizards,

Samtidigt fanns det små ödlor,

mammals, insects,

däggdjur, insekter,

and there were also carnivorous and herbivorous reptiles --

och det fanns också köttätande och växtätande reptiler,

all competing for the same resources.

som alla tävlade om samma resurser.

Critical to this story

Avgörande för denna historia

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

är att syrenivån beräknas ha varit så låg som 15 procent,

compared to today's 21 percent.

jämfört med dagens 21 procent.

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

Så det torde ha varit viktigt för dinosaurierna att kunna andas

in this low-oxygen environment,

i denna miljö med låg syrenivå,

not only to survive

inte endast för att överleva

but to thrive and to diversify.

utan för att frodas och utvecklas.

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

Men hur vet vi ens hur dinosaurielungorna såg ut,

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

då allt som finns kvar av en dinosaurie är deras fossiliserade skelett?

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

Metoden som vi använder kallas "fylogenetisk systematik".

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

Vilket är ett finare sätt att säga att vi studerar anatomin -

specifically in this case, the lungs and skeleton --

specifikt i detta fallet, lungorna och skelettet -

of the living descendants of dinosaurs on the evolutionary tree.

hos de levande ättlingarna till dinosaurierna på deras släktträd.

So we would look at the anatomy of birds,

Så vi kollade på anatomin hos fåglar,

who are the direct descendants of dinosaurs,

som är en direkt ättling av dinosaurierna,

and we'd look at the anatomy of crocodilians,

och vi kollade på anatomin hos krokodildjur,

who are their closest living relatives,

som är deras närmsta levande släkting,

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

och sen kollade vi på anatomin hos ödlor och sköldpaddor,

who we can think of like their cousins.

som vi kan tänka på som deras kusiner.

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

Sen tillämpar vi dessa anatomiska data på fossilet,

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

och sen kan vi rekonstruera dinosauriernas lungor.

And in this specific instance,

I detta fall

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

så liknar dinosauriernas skelett mest det hos nutida fåglar.

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

Så eftersom dinosaurierna tävlade mot de tidiga däggdjuren under denna tid,

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

är det viktigt att förstå däggdjurslungans grundläggande konstruktion.

Also, to reintroduce you to lungs in general,

För att introducera er till lungor i allmänhet

we will use my dog Mila of Troy,

kommer vi använda min hund Mila av Troja,

the face that launched a thousand treats,

ansiktet som sjösatte tusen godisbitar,

as our model.

som vår modell.

(Laughter)

(Skratt)

This story takes place inside of a chest cavity.

Denna historia äger rum inuti en bröstkorg.

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

Jag vill att du visualiserar bröstkorgen på en hund.

Think about how the spinal vertebral column

Tänk på hur ryggraden

is completely horizontal to the ground.

är fullständigt horisontell med marken.

This is how the spinal vertebral column is going to be

Detta är hur ryggraden kommer att vara

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

hos alla djur som vi kommer prata om,

whether they walked on two legs

oavsett om de gick på två

eller fyra ben.

or four legs.

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

Nu vill jag att du klättrar in i den påhittade bröstkorgen och tittar upp.

This is our thoracic ceiling.

Detta är thoralkotornas tak.

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

Det är där den yttre ytan av lungorna kommer i direkt kontakt

with the ribs and vertebrae.

med revbenen och ryggkotorna.

This interface is where our story takes place.

Denna gränsyta är var vår historia äger rum.

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

Nu vill jag att du visualiserar lungorna på en hund.

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

På utsidan är det som en stor uppblåsbar påse

where all parts of the bag expand during inhalation

där alla delarna av påsen expanderar vid inandning

and contract during exhalation.

och krymper vid utandning.

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

Inuti påsen finns en serie av förgrenade rör.

and these tubes are called the bronchial tree.

Dessa rör kallas för bronkialträd.

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

Dessa rör levererar till slut det inandade syret till alveolerna.

De korsar över en tunn hinna och sprids i blodomloppet.

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

Now, this part is critical.

Denna del är avgörande.

The entire mammalian lung is mobile.

Hela däggdjurslungan är rörlig.

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

Det betyder att den rör sig genom hela andningsprocessen,

so that thin membrane, the blood-gas barrier,

så den tunna hinnan, blodgasbarriären,

cannot be too thin or it will break.

kan inte vara för tunn för då går den sönder.

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

Kom ihåg blodgasbarriären, för vi kommer återvända till den.

So, you're still with me?

Så, hänger ni med?

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

För nu går vi in på fåglar och det blir lite galet,

so hold on to your butts.

så håll fast vid era rumpor.

(Laughter)

(Skratt)

The bird is completely different from the mammal.

Fågeln skiljer sig helt från däggdjuren.

And we are going to be using birds as our model

Och vi kommer använda fågeln som vår modell

to reconstruct the lungs of dinosaurs.

för att rekonstruera lungan hos dinosaurierna.

So in the bird,

Hos fåglarna passerar luften lungan,

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

men lungan varken expanderar eller krymper.

The lung is immobilized,

Lungan är orörlig,

it has the texture of a dense sponge

den har samma konsistens som en kompakt svamp

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

och den är orubblig och fastlåst ovanifrån och på sidorna av bröstkorgen

and on the bottom by a horizontal membrane.

och på undersidan av en horisontell hinna.

It is then unidirectionally ventilated

Den är sen enkelriktat ventilerad

by a series of flexible, bag-like structures

genom flera flexibla, påsliknande strukturer

som förgrenar sig till bronkialträdet,

that branch off of the bronchial tree,

förbi själva lungan,

beyond the lung itself,

and these are called air sacs.

och dessa kallas för luftsäckar.

Now, this entire extremely delicate setup is locked into place

Detta är en extremt skör uppsättning som är fastlåst av flera förgrenade revben

by a series of forked ribs

all along the thoracic ceiling.

längs med hela thoralkotornas tak.

Also, in many species of birds,

Hos många fågelarter

extensions arise from the lung

reser sig förlängningar från lungan

och luftsäckarna,

and the air sacs,

they invade the skeletal tissues --

invaderar skelettvävnaden -

usually the vertebrae, sometimes the ribs --

oftast ryggkotorna, och ibland revbenen -

and they lock the respiratory system into place.

och de låser fast andningsorganen.

And this is called "vertebral pneumaticity."

Och detta kallas "ryggradspneumatik".

The forked ribs and the vertebral pneumaticity

De förgrenade revbenen och ryggradspneumatiken

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

är två ledtråder som vi kan leta efter i fossilet,

because these two skeletal traits

för det är två egenskaper hos skelettet

would indicate that regions of the respiratory system of dinosaurs

som indikerar att dinosauriernas andningsorgan

are immobilized.

är orörliga.

This anchoring of the respiratory system

Denna förankring av andningsorganet

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

underlättade evolutionen av förtunnandet av blodgasbarriären,

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

den tunna hinna som syret använde för att sprida sig genom blodomloppet.

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

Orörligheten tillåter detta eftersom en tunn barriär är en svag barriär,

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

och en svag barriär skulle gå sönder om den ventilerades aktivt

like a mammalian lung.

som lungan hos däggdjuren.

So why do we care about this?

Så varför bryr vi oss om detta?

Why does this even matter?

Varför spelar det ens någon roll?

Oxygen more easily diffuses across a thin membrane,

Syre sprider sig lättare över en tunn hinna,

and a thin membrane is one way of enhancing respiration

och en tunn hinna är ett sätt att förbättra andningen

under low-oxygen conditions --

vid miljöer med låg syrehalt -

miljöer som den under triasperioden.

low-oxygen conditions like that of the Triassic period.

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

Så om dinosaurier verkligen hade denna typ av lunga,

så hade de varit bättre rustade att andas än alla andra djur,

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

including mammals.

däggdjur inkluderade.

So do you remember the extant phylogenetic bracket method

Minns ni fylogenetisk systematik

where we take the anatomy of modern animals,

där vi tar anatomin hos nutidens djur,

and we apply that to the fossil record?

och applicerar det till fossilet?

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

Så, ledtråd nummer ett var de förgrenade revbenen hos nutidens fåglar.

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

Dessa finner vi hos majoriteten av dinosaurierna.

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

Det betyder att den övre ytan av dinosauriernas lungor

would be locked into place,

var fastlåsta på plats,

just like modern birds.

precis som för nutidens fåglar.

Clue number two is vertebral pneumaticity.

Ledtråd nummer två är ryggradspneumatik.

We find this in sauropod dinosaurs and theropod dinosaurs,

Detta finner vi hos sauropoder och theropoder,

which is the group that contains predatory dinosaurs

vilket är gruppen som innehåller rovdjur

and gave rise to modern birds.

och som föregick nutidens fåglar.

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

Och även om vi inte kan hitta fossiliserad lungvävnad från dinosaurier,

vertebral pneumaticity gives us evidence of what the lung was doing

ger ryggradspneumatiken oss bevis på vad lungan gjorde

medan dessa djur levde.

during the life of these animals.

Lung tissue or air sac tissue was invading the vertebrae,

Lungvävnaden eller luftsäcksvävnaden invaderade ryggradskotorna,

hollowing them out just like a modern bird,

urholkade dem precis som hos nutidens fåglar,

and locking regions of the respiratory system into place,

och låste fast delar av andningsorganet,

immobilizing them.

och gjorde dem orörliga.

De förgrenade revbenen

The forked ribs

and the vertebral pneumaticity together

och ryggradspneumatiken skapar tillsammans

were creating an immobilized, rigid framework

en orörlig, rigid stomme

that locked the respiratory system into place

som låste fast andningsorganen

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

och tillät utvecklingen av den supertunna, supersköra blodgasbarriären

that we see today in modern birds.

som vi ser i nutidens fåglar.

Evidence of this straightjacketed lung in dinosaurs

Bevis på denna lunga hos dinosaurier, lik en tvångströja,

means that they had the capability to evolve a lung

betyder att de hade förmåga att utveckla en lunga

that would have been able to breathe

som kunde andas

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

trots bristen på syre under triasperioden.

This rigid skeletal setup in dinosaurs would have given them

Den rigida skelettstommen hos dinosaurier gav dem

a significant adaptive advantage over other animals, particularly mammals,

en viktig anpassningsfördel framför andra djur, framförallt däggdjur,

whose flexible lung couldn't have adapted

vars flexibla lungor inte kunde anpassa sig

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

till bristen på syre under triasperioden.

This anatomy may have been the secret weapon of dinosaurs

Denna antomin kan ha varit dinosauriernas hemliga vapen

that gave them that advantage over other animals.

som gav dem ett övertag över andra djur.

And this gives us an excellent launchpad

Detta ger oss en fantastisk språngbräde

to start testing the hypotheses of dinosaurian diversification.

för att pröva hypoteserna kring variationen hos dinosaurier.

This is the story of the dinosaurs' beginning,

Detta är historien om dinosauriernas början

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

och det är bara början av historien av vår forskning i detta ämne.

Thank you.

Tack.

(Applause)

(Applåder)