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

Translator: Joseph Geni Reviewer: Camille Martínez

Translator: Khoa Nguyen Reviewer: Duy Lê

We've all heard about how the dinosaurs died.

Chúng ta đều nghe về lý do khủng long tuyệt chủng.

The story I'm going to tell you

Câu chuyện tôi sắp kể cho bạn

happened over 200 million years before the dinosaurs went extinct.

xảy ra hơn 200 triệu năm trước khi khủng long tuyệt chủng.

This story starts at the very beginning,

Câu chuyện bắt đầu từ thời điểm

when dinosaurs were just getting their start.

khủng long bắt đầu xuất hiện.

One of the biggest mysteries in evolutionary biology

Một trong những bí ẩn lớn nhất với tiến hóa sinh học

is why dinosaurs were so successful.

là tại sao khủng long thành công như vậy.

What led to their global dominance for so many years?

Điều gì khiến loài này thống trị trái đất trong nhiều năm như vậy?

When people think about why dinosaurs were so amazing,

Khi ta nghĩ về sự kỳ diệu của khủng long

they usually think about the biggest or the smallest dinosaur,

người ta thường nói đến loài lớn nhất hoặc nhỏ nhất,

or who was the fastest,

hoặc loài nhanh nhất,

or who had the most feathers,

hoặc loài có nhiều lông vũ nhất,

the most ridiculous armor, spikes or teeth.

hoặc loài có vẻ bề ngoài, bộ gai hay hàm răng kỳ lạ nhất.

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

Nhưng có lẽ câu trả lời lại nằm ở cấu trúc bên trong cơ thể của chúng

a secret weapon, so to speak.

có thể nói là một vũ khí bí mật.

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

Tôi cùng các đồng nghiệp cho rằng điều đó đến từ những lá phổi.

I am both a paleontologist and a comparative anatomist,

Tôi là một nhà cổ sinh vật học và một nhà giải phẫu học so sánh,

and I am interested in understanding

và tôi rất hứng thú với việc tìm hiểu về

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

tại sao lá phổi độc đáo lại giúp chúng trở thành kẻ thống trị.

So we are going to jump back over 200 million years

Nào hãy cùng tôi trở về thời điểm hơn 200 triệu năm về trước

to the Triassic period.

ở kỷ Tam Điệp.

The environment was extremely harsh,

Điều kiện sống vô cùng khắc nghiệt,

there were no flowering plants,

vắng bóng thực vật hạt kín,

so this means that there was no grass.

đồng nghĩa rằng cũng không có cỏ.

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

Hãy tưởng tượng một vùng đất tràn ngập thông và dương xỉ.

At the same time, there were small lizards,

Cùng thời điểm đó, cũng có những loài bò sát nhỏ,

mammals, insects,

động vật có vú, côn trùng,

and there were also carnivorous and herbivorous reptiles --

cùng những loài bò sát ăn thịt và ăn cỏ

all competing for the same resources.

cạnh tranh những nguồn tài nguyên chung.

Critical to this story

Điểm then chốt ở đây

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

là hàm lượng ước tính khí ô-xy trong khí quyển là khoảng 15%,

compared to today's 21 percent.

so với con số ngày nay là 21%.

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

Việc có thể thở là một điều vô cùng quan trọng

in this low-oxygen environment,

trong môi trường ít khí ô-xy

not only to survive

không chỉ để tồn tại

but to thrive and to diversify.

mà còn phát triển và nhân rộng.

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

Vậy, làm sao chúng ta có thể biết những lá phổi trông như thế nào,

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

khi dấu vết sót lại của khủng long thường chỉ là bộ xương hóa thạch?

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

chúng tôi đã dùng phương pháp "so sách tiến hóa với các loài hiện đại".

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

Đây là một cách mỹ miều khi chúng tôi nói về giải phẫu học

specifically in this case, the lungs and skeleton --

đặc biệt ở đây là những lá phổi và bộ xương

of the living descendants of dinosaurs on the evolutionary tree.

của con cháu đang hiện hữu của khủng long trên cùng cây tiến hóa.

So we would look at the anatomy of birds,

Chúng tôi xem xét giải phẫu của chim

who are the direct descendants of dinosaurs,

dòng dõi trực tiếp của khủng long

and we'd look at the anatomy of crocodilians,

và chúng tôi đã xem xét giải phẫu của cá sấu

who are their closest living relatives,

loài được coi là họ hàng gần gũi nhất,

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

và chúng tôi đã nghiên cứu giải phẫu của thằn lằn và rùa,

who we can think of like their cousins.

những loài được coi là anh em họ.

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

Dữ liệu về giải phẫu học sau đó được so sánh với dữ liệu về hóa thạch,

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

chúng tôi sau đó có thể tái tạo lại những lá phổi của khủng long.

And in this specific instance,

Và ở trong nghiên cứu này,

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

chim hiện đại có bộ xương gần giống với khủng long nhất.

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

Và cũng bởi vì khủng long cạnh tranh với thú có vú trong giai đoạn này,

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

nên việc hiểu được cấu trúc phổi của thú đóng vai trò rất quan trọng.

Also, to reintroduce you to lungs in general,

Và để giới thiệu cho quý vị về phổi nói chung,

we will use my dog Mila of Troy,

chúng tôi sẽ dùng chú chó của tôi Mila of Troy,

the face that launched a thousand treats,

gương mặt xứng đáng hàng ngàn phần thưởng,

as our model.

như một người mẫu.

(Laughter)

(Tiếng cười)

This story takes place inside of a chest cavity.

Tất cả diễn ra bên trong lồng ngực.

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

Vì vậy tôi muốn minh họa bằng lồng ngực của một chú chó.

Think about how the spinal vertebral column

Hãy nhìn cách sắp xếp xương sống

is completely horizontal to the ground.

nằm hoàn toàn song song với mặt đất.

This is how the spinal vertebral column is going to be

Đó chính là cấu trúc xương sống chung

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

cho các loài động vật khác đang được đề cập đến,

whether they walked on two legs

dù chúng đi bằng hai chân

or four legs.

hay bốn chân.

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

Còn bây giờ tôi muốn khám phá bên trong cái lồng ngực minh họa này.

This is our thoracic ceiling.

Đây là phần vòm của lồng ngực.

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

Đây là nơi bề mặt của những lá phổi tiếp xúc trực tiếp

with the ribs and vertebrae.

với xương sườn và xương sống.

This interface is where our story takes place.

Điểm tiếp xúc này là nơi câu chuyện của chúng ta diễn ra.

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

Bây giờ tôi muốn minh họa những lá phổi của một chú chó.

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

Bề ngoài trông giống như một túi khí lớn

where all parts of the bag expand during inhalation

nơi tất cả các bộ phận bên trong đều dãn nở khi hít vào

and contract during exhalation.

và thu nhỏ khi thở ra.

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

Ở bên trong, đó là hàng loạt những nhánh ống nhỏ,

and these tubes are called the bronchial tree.

và những chiếc ống này được gọi là cây phế quản.

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

Những chiếc ống này vận chuyển ô-xy tới điểm cuối cùng các phế nang.

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

Chúng đi qua một lớp màng mỏng để hòa trộn vào dòng máu.

Now, this part is critical.

Vâng, đặc điểm này là rất quan trọng.

The entire mammalian lung is mobile.

Toàn bộ lá phổi của thú thì không cố định.

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

Điều này có nghĩa rằng nó vận động trong suốt quá trình hô hâp,

so that thin membrane, the blood-gas barrier,

vậy lớp màng mỏng, tức hàng rào khí máu,

cannot be too thin or it will break.

không thể nào quá mỏng, nếu không nó sẽ rách.

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

Nào, hãy lưu tâm đến hàng rào khí máu, bởi chúng ta sẽ nhắc về nó sau.

So, you're still with me?

Các vị vẫn lắng nghe chứ?

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

Bởi vì chúng ta sẽ bắt đầu với chim và sẽ rất lý thú,

so hold on to your butts.

hãy cứ an tọa quý vị nhé.

(Laughter)

(Tiếng cười)

The bird is completely different from the mammal.

Chim thì rất khác với thú.

And we are going to be using birds as our model

Chúng ta sẽ dùng chim làm hình mẫu

to reconstruct the lungs of dinosaurs.

để tái tạo những lá phổi khủng long.

So in the bird,

Và ở chim thì,

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

không khí đi qua phổi, nhưng phổi lại không hề co dãn.

The lung is immobilized,

Lá phổi được cố định,

it has the texture of a dense sponge

nó có cấu trúc lỗ dày đặc

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

không hề đàn hồi nhưng dính chặt vào vòm và cạnh bên của lồng ngực

and on the bottom by a horizontal membrane.

và cả ở phần dưới bởi một lớp màng.

It is then unidirectionally ventilated

Sau đó không khí lưu thông gián tiếp

by a series of flexible, bag-like structures

qua hàng loạt những thành phần đàn hồi dạng túi

that branch off of the bronchial tree,

từ nhánh của cây phế quản,

beyond the lung itself,

cách xa lá phổi,

and these are called air sacs.

được gọi là những túi khí.

Now, this entire extremely delicate setup is locked into place

Toàn bộ sự sắp xếp tinh tế này được bó gọn trong một không gian

by a series of forked ribs

bởi một loạt xương sườn dạng dĩa

all along the thoracic ceiling.

nằm dọc theo vòm lồng ngực.

Also, in many species of birds,

Tương tự, ở rất nhiều loài chim,

extensions arise from the lung

sự phát triển của phổi,

and the air sacs,

và ở các túi khí,

they invade the skeletal tissues --

đã xâm nhập vào mô của xương--

usually the vertebrae, sometimes the ribs --

thông thường là xương sống, và đôi khi là xương sườn,

and they lock the respiratory system into place.

và chúng giữ trật tự cho hệ hô hấp.

And this is called "vertebral pneumaticity."

Hiện tượng này đươc gọi là "khí nén cột sống".

The forked ribs and the vertebral pneumaticity

Bộ xương sườn dạng dĩa và khí nén cột sống

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

là hai manh mối mà chúng ta có thể tìm được trong giữ liệu về hóa thạch,

because these two skeletal traits

bởi vì hai đặc điểm này của bộ xương

would indicate that regions of the respiratory system of dinosaurs

sẽ chỉ ra những vị trí trong hệ hô hấp của khủng long

are immobilized.

nằm cố định.

This anchoring of the respiratory system

Sự cố định của hệ hô hấp này

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

tạo điều kiện để hàng rào khí máu trở nên mỏng hơn,

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

qua lớp màng mỏng đó mà ô-xy có thể trộn lẫn với dòng máu.

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

Sự cố định tạo điều kiện cho điều này bởi một tấm chắn mỏng thì thường yếu,

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

và tấm màn chắn yếu này sẽ bung ra khi không khí đi qua

like a mammalian lung.

giống như một lá phổi của thú.

So why do we care about this?

Vậy vì sao ta cần biết điều này?

Why does this even matter?

Tại sao nó lại quan trọng?

Oxygen more easily diffuses across a thin membrane,

Khí ô-xy sẽ dễ dàng hơn khi đi qua một lớp màng mỏng,

and a thin membrane is one way of enhancing respiration

và một lớp màng mỏng là một phương thức để tăng cường sự hô hấp

under low-oxygen conditions --

trong điều kiện thiếu khí ô-xy

low-oxygen conditions like that of the Triassic period.

điều kiện tương tự như trong kỷ Tam Điệp.

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

Vì vậy, nếu như khủng long thực sự có lá phổi như vậy,

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

chúng hẳn sẽ thở tốt hơn tất cả các loài động vật khác,

including mammals.

bao gồm cả thú.

So do you remember the extant phylogenetic bracket method

Vậy bạn có nhớ phương pháp so sách tiến hóa với các loài hiện đại

where we take the anatomy of modern animals,

trong đó chúng ta đã dùng giải phẫu của động vật hiện đại,

and we apply that to the fossil record?

để áp dụng với giữ liệu về hóa thạch?

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

Manh mối đầu tiên là cấu trúc xương sườn dạng dĩa ở chim.

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

Chúng tôi đã tìm thấy điều này ở phần lớn các loài khủng long.

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

Vậy điều này có nghĩa rằng bề mặt của những lá phổi của khủng long

would be locked into place,

sẽ được cố định,

just like modern birds.

giống như nhưng loài chim hiện đại.

Clue number two is vertebral pneumaticity.

Manh mối thứ hai là khí nén cột sống.

We find this in sauropod dinosaurs and theropod dinosaurs,

Chúng tôi tìm thấy ở khủng long Sauropod và khủng long Theropod,

which is the group that contains predatory dinosaurs

đây là nhóm bao gồm những loài khủng long săn mồi,

and gave rise to modern birds.

tổ tiên của những loài chim hiện đại.

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

Trong khi các bằng chứng hóa thạch mô phổi ở khủng long chưa được tìm ra,

vertebral pneumaticity gives us evidence of what the lung was doing

thì khí nén cột sống đã cho chúng ta thấy cách hoạt động của lá phổi

during the life of these animals.

trong vòng đời của những loài này.

Lung tissue or air sac tissue was invading the vertebrae,

Mô phổi và túi khí đã xâm nhập vào các đốt sống,

hollowing them out just like a modern bird,

tạo ra những khoảng trống giống như chim hiện đại,

and locking regions of the respiratory system into place,

và giữ trật tự cho nhiều thành phần trong hệ hô hấp,

immobilizing them.

bằng cách cố định chúng.

The forked ribs

Xương sườn dạng dĩa

and the vertebral pneumaticity together

cùng với sự nén khí cột sống

were creating an immobilized, rigid framework

đã tạo nên một bộ khung cố định vững chắc

that locked the respiratory system into place

cố định hệ hô hấp

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

cho phép hàng rào khí máu trở nên vô cùng mỏng manh

that we see today in modern birds.

điều mà ta có thể thấy ở các loài chim ngày nay.

Evidence of this straightjacketed lung in dinosaurs

Bằng chứng về lá phổi được cố định ở khủng long

means that they had the capability to evolve a lung

chứng minh rằng chúng có khả năng phát triển một lá phổi

that would have been able to breathe

có khả năng giúp chúng thở

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

khi cơ thể thiếu ô-xy hay trong môi trường có hàm lượng ô-xy thấp như ở kỷ Tam Điệp.

This rigid skeletal setup in dinosaurs would have given them

Bộ xương với trình tự nghiêm ngặt đã giúp khủng long

a significant adaptive advantage over other animals, particularly mammals,

thích nghi với môi trường tốt hơn các loài khác rất nhiều, đặc biệt là thú,

whose flexible lung couldn't have adapted

với lá phổi dãn nở không thể thích ứng

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

khi cơ thể thiếu ô-xy hay môi trường ít khí ô-xy ở kỷ Tam Điệp.

This anatomy may have been the secret weapon of dinosaurs

Đặc điểm giải phẫu này đã trở thành một vũ khí bí mật của khủng long

that gave them that advantage over other animals.

giúp chúng có một lợi thế so với các động vật khác.

And this gives us an excellent launchpad

Và cho chúng ta một bệ phóng tuyệt vời

to start testing the hypotheses of dinosaurian diversification.

để bắt đầu nghiệm chứng giả thuyết về sự đa dạng của khủng long.

This is the story of the dinosaurs' beginning,

Đây là câu chuyện về sự bắt đầu của loài khủng long,

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

và nó chỉ là sự khởi đầu câu chuyện nghiên cứu của chúng ta về chúng.

Thank you.

Xin cảm ơn.

(Applause)

(Vỗ tay)