0:00:01.016,0:00:03.444
我们都听说过恐龙是如何灭绝的。

0:00:04.285,0:00:06.238
我接下来要讲的故事

0:00:06.262,0:00:10.874
发生在超过两亿年前[br]恐龙还未灭绝的时候。

0:00:11.481,0:00:14.367
这个故事要从头开始，

0:00:14.391,0:00:16.736
那时恐龙刚刚开始繁衍。

0:00:17.269,0:00:19.994
进化生物学最大的谜团之一

0:00:20.018,0:00:23.032
就是恐龙为什么那么成功。

0:00:23.548,0:00:27.307
它们如何在地球上称霸多年？

0:00:27.896,0:00:31.414
当人们感叹恐龙的神奇时，

0:00:31.438,0:00:35.243
他们通常会联想到[br]体型最大或最小的恐龙，

0:00:35.267,0:00:36.712
或是速度最快的，

0:00:36.736,0:00:38.304
或是羽翼最丰满的，

0:00:38.328,0:00:41.234
有着最奇异的铠甲，尖刺或利齿的。

0:00:42.126,0:00:46.110
但是答案也许是它们的身体结构——

0:00:46.134,0:00:48.326
这种所谓的秘密武器。

0:00:48.716,0:00:52.423
我和同事们都认为是它们的肺。

0:00:53.149,0:00:57.403
我是一名古生物学家[br]也是一名比较解剖学家，

0:00:57.427,0:00:59.372
我十分想了解恐龙如何用

0:00:59.396,0:01:02.805
它们特殊的肺来称霸地球。

0:01:03.797,0:01:07.498
我们现在要倒退到两亿年前的

0:01:07.522,0:01:09.275
三叠纪时代。

0:01:09.299,0:01:11.691
那里的环境十分严酷，

0:01:11.715,0:01:13.355
没有开花的植物，

0:01:13.379,0:01:15.634
也就意味着没有草。

0:01:15.658,0:01:20.056
想象一片只有松树和蕨类的土地。

0:01:20.587,0:01:24.040
同时，还有小型蜥蜴，

0:01:24.064,0:01:26.455
哺乳动物，昆虫，

0:01:26.479,0:01:30.793
而且还有食肉和食草[br]的爬虫类动物——

0:01:30.817,0:01:33.104
都在为相同的资源而竞争。

0:01:33.454,0:01:34.995
这个故事还有重要的一点，

0:01:35.019,0:01:40.347
就是当时的大气层中[br]的氧气含量只有 15%，

0:01:40.371,0:01:42.524
现在则是 21%。

0:01:42.932,0:01:46.519
所以对恐龙来说，[br]在这种低氧环境中呼吸

0:01:46.543,0:01:48.418
是至关重要的，

0:01:48.442,0:01:50.297
不仅仅为了生存，

0:01:50.321,0:01:53.010
还要能繁衍和多样化。

0:01:54.462,0:01:57.559
那我们是如何知道[br]恐龙的肺长什么样子呢？

0:01:57.583,0:02:02.716
它们遗留下来的只有化石骨架了。

0:02:03.257,0:02:08.349
我们采用的方法[br]是“现存系统发育分组”。

0:02:09.085,0:02:13.130
这只是一个专业名词，[br]意思是我们研究的生物结构——

0:02:13.154,0:02:16.730
在这个例子中，尤其是肺和骨架——

0:02:16.754,0:02:20.732
来自于恐龙在进化树中现存的后裔。

0:02:21.235,0:02:24.199
于是我们会研究鸟类的生物结构，

0:02:24.223,0:02:27.081
也就是恐龙的直接后代，

0:02:27.105,0:02:29.454
我们还会研究鳄鱼，

0:02:29.478,0:02:31.426
它们是恐龙最近的亲戚，

0:02:31.450,0:02:34.443
还有蜥蜴和龟类，

0:02:34.467,0:02:37.072
它们也算是恐龙的表兄弟。

0:02:37.096,0:02:40.532
然后我们把这些生物结构数据[br]应用到化石记录中，

0:02:40.556,0:02:44.199
这样我们就可以重建恐龙的肺结构。

0:02:44.223,0:02:46.267
在这个例子中，

0:02:46.291,0:02:51.205
恐龙的骨架和鸟类最相似。

0:02:51.696,0:02:56.462
因为在远古时代[br]恐龙曾和哺乳动物竞争，

0:02:56.486,0:03:00.145
那么了解哺乳动物[br]的肺结构就尤为重要。

0:03:00.597,0:03:03.431
为了让你们重新熟悉肺结构，

0:03:03.455,0:03:06.090
我就用我的狗狗米拉——

0:03:06.114,0:03:08.154
它可爱到可以骗取无数零食——

0:03:08.178,0:03:09.397
来做模型。

0:03:09.421,0:03:11.004
（笑声）

0:03:11.028,0:03:14.764
我们先来看看胸腔结构。

0:03:14.788,0:03:17.985
我想让你们先想象一下[br]一只狗的肋骨。

0:03:18.009,0:03:20.466
设想脊椎和脊柱

0:03:20.490,0:03:23.759
是和地面平行的。

0:03:23.783,0:03:26.358
我们接下来要讲的[br]所有动物的脊椎脊柱

0:03:26.382,0:03:28.788
和这个是一样的，

0:03:28.812,0:03:30.310
无论是两条腿走路的

0:03:30.334,0:03:31.487
还是四条腿。

0:03:31.511,0:03:36.025
想象我们在胸腔内部，[br]然后朝上看。

0:03:36.944,0:03:39.019
那是我们的胸椎顶部。

0:03:39.480,0:03:43.399
在这里我们的肺的最上部[br]会和肋骨，脊椎

0:03:43.423,0:03:45.748
有直接接触。

0:03:46.374,0:03:49.863
这个界面就是我们要讨论的地方。

0:03:50.398,0:03:53.433
现在你们可以想象一只狗的肺。

0:03:53.457,0:03:56.645
在外面看似一个巨大的充气袋子，

0:03:56.669,0:04:00.080
吸气时会膨胀，

0:04:00.104,0:04:02.577
呼气时会收缩。

0:04:02.601,0:04:05.878
在袋子里面有一系列的分支气管，

0:04:05.902,0:04:08.385
这些气管叫做支气管树。

0:04:08.899,0:04:15.014
这些气管把吸入的氧气运送到肺泡。

0:04:15.038,0:04:20.080
氧气再穿过一层薄膜[br]扩散进入血流。

0:04:20.572,0:04:22.750
这一步很关键。

0:04:23.440,0:04:26.925
哺乳类动物的整个肺是可移动的。

0:04:26.949,0:04:31.967
这意味着在整个呼吸过程中[br]它都在移动，

0:04:31.991,0:04:34.577
所以那层血气屏障

0:04:34.601,0:04:37.636
如果太薄的话容易破损。

0:04:37.660,0:04:41.202
我们等会儿还要回到那层薄膜。

0:04:41.721,0:04:43.206
你们还跟得上吗？

0:04:43.230,0:04:45.858
我们现在开始要讲鸟类了，

0:04:45.882,0:04:47.322
准备好。

0:04:47.346,0:04:48.951
（笑声）

0:04:49.648,0:04:52.903
鸟类和哺乳类动物完全不一样。

0:04:53.495,0:04:55.888
我们要用鸟类作为模型来

0:04:55.912,0:04:58.343
重造恐龙的肺。

0:04:58.367,0:04:59.931
在鸟类中，

0:04:59.955,0:05:04.172
空气通过肺，[br]但是肺部并不会膨胀或收缩，

0:05:04.707,0:05:06.648
它们的肺是无法移动的，

0:05:06.672,0:05:08.964
质地和一块厚海绵一样，

0:05:08.988,0:05:14.195
在肋骨的顶部和侧面都有连接，[br]还有底部水平的薄膜，

0:05:14.219,0:05:17.313
导致肺无法移动。

0:05:18.300,0:05:21.386
有一系列灵活的袋状结构

0:05:21.410,0:05:25.398
为它们的肺提供单向通风，

0:05:25.422,0:05:28.210
这些结构从支气管树延伸

0:05:28.234,0:05:29.822
到肺部的外面，

0:05:29.846,0:05:31.716
它们叫做气囊。

0:05:32.249,0:05:37.607
这个错综复杂的结构沿胸腔顶部

0:05:37.631,0:05:40.820
被一系列

0:05:40.844,0:05:43.549
分叉的肋骨锁定到位。

0:05:43.573,0:05:46.655
而且，在许多鸟类体内，

0:05:46.679,0:05:49.103
肺部上方以及气囊包含

0:05:49.127,0:05:50.673
的延伸的结构

0:05:50.697,0:05:53.305
会扩张到骨骼组织中——

0:05:53.329,0:05:56.031
通常是椎骨，有时是肋骨——

0:05:56.055,0:05:59.014
它们让整个呼吸系统得到固定。

0:05:59.038,0:06:02.474
这个结构叫做“椎体气动性”。

0:06:02.498,0:06:05.740
这些分叉的肋骨和椎体气动性

0:06:05.764,0:06:09.281
是两个在化石中有迹可循的线索，

0:06:09.305,0:06:11.894
因为这两个骨骼特征

0:06:11.918,0:06:16.637
表明恐龙的呼吸系统

0:06:16.661,0:06:18.335
也是不可移动的。

0:06:21.200,0:06:23.806
呼吸系统的不可移动性

0:06:23.830,0:06:27.737
推动了血气屏障——[br]也就是那层协助氧气

0:06:27.761,0:06:33.860
扩散到血液中的薄膜——[br]朝着变薄的方向进化。

0:06:34.746,0:06:40.637
肺的不可移动性可以使[br]那层薄膜变得脆弱，

0:06:40.661,0:06:45.469
那层薄膜在十分通风的情况下[br]很容易破裂，

0:06:45.493,0:06:48.056
就像哺乳类动物的肺[br]所处的环境一样。

0:06:48.056,0:06:49.589
我们为什么要关心这个呢？

0:06:49.613,0:06:51.337
有什么意义吗？

0:06:52.083,0:06:56.338
氧气更容易通过薄膜扩散，

0:06:57.536,0:07:03.627
薄膜是在低氧环境下

0:07:03.651,0:07:05.987
提高呼吸率的一种办法——

0:07:06.011,0:07:10.592
比如三叠纪的低氧环境中。

0:07:11.425,0:07:16.130
如果恐龙的确有这种肺结构，

0:07:16.154,0:07:20.211
它们就比别的动物[br]具备更好的呼吸系统，

0:07:20.235,0:07:22.369
包括哺乳动物。

0:07:22.851,0:07:26.466
你们还记得现存系统发育分组法吗？

0:07:26.490,0:07:29.369
也就是我们用现代动物的构造

0:07:29.393,0:07:31.928
来应用到化石记录中。

0:07:31.952,0:07:36.814
线索一就是现代鸟类的分叉的肋骨。

0:07:36.838,0:07:41.249
这一点在几乎所有恐龙中都可以找到。

0:07:41.734,0:07:46.531
这意味着恐龙的肺的顶部

0:07:46.555,0:07:48.869
是锁定到位的，

0:07:48.893,0:07:51.845
就像现存的鸟类一样。

0:07:51.869,0:07:55.406
线索二是椎体气动性。

0:07:55.430,0:08:00.237
我们在蜥脚类恐龙和兽脚类恐龙，

0:08:00.261,0:08:03.536
也就是掠食性恐龙中，[br]都可以找到，

0:08:03.560,0:08:05.782
它们也就是现代鸟类的祖先。

0:08:06.250,0:08:11.589
虽然我们没有恐龙的肺化石，

0:08:11.613,0:08:16.162
但椎体气动性可以告诉我们[br]恐龙存活时

0:08:16.186,0:08:18.638
肺的大致功能。

0:08:19.211,0:08:24.556
肺组织和气囊组织侵入椎骨中，

0:08:24.580,0:08:27.087
使其变成空心，就如现代鸟类一样，

0:08:27.111,0:08:31.245
使部分呼吸系统锁定在位，

0:08:31.269,0:08:32.869
让肺无法移动。

0:08:34.138,0:08:35.923
分叉的肋骨

0:08:35.947,0:08:38.791
和椎体气动性一起

0:08:38.815,0:08:43.722
创造了一个无法移动的，[br]坚硬的构架，

0:08:43.746,0:08:46.688
把整个呼吸系统锁定到位，

0:08:46.712,0:08:52.486
使得我们今天在现代鸟类身上[br]看到的超薄、超脆弱

0:08:52.510,0:08:55.366
的血气屏障得以进化。

0:08:55.390,0:08:58.880
恐龙有不可移动肺的证据

0:08:58.904,0:09:02.378
意味着它们可以演化出一个

0:09:02.402,0:09:04.140
能在低氧环境中呼吸的肺，

0:09:04.164,0:09:09.283
让它们在三叠纪大气层中得以存活。

0:09:09.981,0:09:15.078
这样的肺结构使它们

0:09:15.102,0:09:20.585
与其他动物，尤其是哺乳类动物相比，[br]有巨大的适应性优势，

0:09:20.609,0:09:23.310
因为其他动物可移动的肺

0:09:23.334,0:09:27.129
无法适应三叠纪的低氧环境。

0:09:27.664,0:09:32.734
这样的生物结构也许[br]就是恐龙的秘密武器，

0:09:32.758,0:09:35.702
可以带给它们巨大的生存优势。

0:09:36.096,0:09:38.900
这也为我们去测试恐龙多样化

0:09:38.924,0:09:43.832
的假设提供了良好的基石。

0:09:43.856,0:09:47.750
这就是恐龙生存繁衍的故事，

0:09:47.774,0:09:52.272
也只是我们在这一领域研究的开端。

0:09:52.932,0:09:54.124
谢谢。

0:09:54.148,0:09:57.109
（掌声）