WEBVTT

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

00:00:04.285 --> 00:00:06.238
我接下来要讲的故事

00:00:06.262 --> 00:00:10.874
发生在超过两亿年前
恐龙还未灭绝的时候。

00:00:11.481 --> 00:00:14.367
这个故事要从头开始，

00:00:14.391 --> 00:00:16.736
那时恐龙刚刚开始繁衍。

00:00:17.269 --> 00:00:19.994
进化生物学最大的谜团之一

00:00:20.018 --> 00:00:23.032
就是恐龙为什么那么成功。

00:00:23.548 --> 00:00:27.307
它们如何在地球上称霸多年？

00:00:27.896 --> 00:00:31.414
当人们感叹恐龙的神奇时，

00:00:31.438 --> 00:00:35.243
他们通常会联想到
体型最大或最小的恐龙，

00:00:35.267 --> 00:00:36.712
或是速度最快的，

00:00:36.736 --> 00:00:38.304
或是羽翼最丰满的，

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

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

00:00:46.134 --> 00:00:48.326
这种所谓的秘密武器。

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

NOTE Paragraph

00:00:53.149 --> 00:00:57.403
我是一名古生物学家
也是一名比较解剖学家，

00:00:57.427 --> 00:00:59.372
我十分想了解恐龙如何用

00:00:59.396 --> 00:01:02.805
它们特殊的肺来称霸地球。

00:01:03.797 --> 00:01:07.498
我们现在要倒退到两亿年前的

00:01:07.522 --> 00:01:09.275
三叠纪时代。

00:01:09.299 --> 00:01:11.691
那里的环境十分严酷，

00:01:11.715 --> 00:01:13.355
没有开花的植物，

00:01:13.379 --> 00:01:15.634
也就意味着没有草。

00:01:15.658 --> 00:01:20.056
想象一片只有松树和蕨类的土地。

00:01:20.587 --> 00:01:24.040
同时，还有小型蜥蜴，

00:01:24.064 --> 00:01:26.455
哺乳动物，昆虫，

00:01:26.479 --> 00:01:30.793
而且还有食肉和食草
的爬虫类动物——

00:01:30.817 --> 00:01:33.104
都在为相同的资源而竞争。

NOTE Paragraph

00:01:33.454 --> 00:01:34.995
这个故事还有重要的一点，

00:01:35.019 --> 00:01:40.347
就是当时的大气层中
的氧气含量只有 15%，

00:01:40.371 --> 00:01:42.524
现在则是 21%。

00:01:42.932 --> 00:01:46.519
所以对恐龙来说，
在这种低氧环境中呼吸

00:01:46.543 --> 00:01:48.418
是至关重要的，

00:01:48.442 --> 00:01:50.297
不仅仅为了生存，

00:01:50.321 --> 00:01:53.010
还要能繁衍和多样化。

NOTE Paragraph

00:01:54.462 --> 00:01:57.559
那我们是如何知道
恐龙的肺长什么样子呢？

00:01:57.583 --> 00:02:02.716
它们遗留下来的只有化石骨架了。

00:02:03.257 --> 00:02:08.349
我们采用的方法
是“现存系统发育分组”。

00:02:09.085 --> 00:02:13.130
这只是一个专业名词，
意思是我们研究的生物结构——

00:02:13.154 --> 00:02:16.730
在这个例子中，尤其是肺和骨架——

00:02:16.754 --> 00:02:20.732
来自于恐龙在进化树中现存的后裔。

00:02:21.235 --> 00:02:24.199
于是我们会研究鸟类的生物结构，

00:02:24.223 --> 00:02:27.081
也就是恐龙的直接后代，

00:02:27.105 --> 00:02:29.454
我们还会研究鳄鱼，

00:02:29.478 --> 00:02:31.426
它们是恐龙最近的亲戚，

00:02:31.450 --> 00:02:34.443
还有蜥蜴和龟类，

00:02:34.467 --> 00:02:37.072
它们也算是恐龙的表兄弟。

00:02:37.096 --> 00:02:40.532
然后我们把这些生物结构数据
应用到化石记录中，

00:02:40.556 --> 00:02:44.199
这样我们就可以重建恐龙的肺结构。

00:02:44.223 --> 00:02:46.267
在这个例子中，

00:02:46.291 --> 00:02:51.205
恐龙的骨架和鸟类最相似。

NOTE Paragraph

00:02:51.696 --> 00:02:56.462
因为在远古时代
恐龙曾和哺乳动物竞争，

00:02:56.486 --> 00:03:00.145
那么了解哺乳动物
的肺结构就尤为重要。

00:03:00.597 --> 00:03:03.431
为了让你们重新熟悉肺结构，

00:03:03.455 --> 00:03:06.090
我就用我的狗狗米拉——

00:03:06.114 --> 00:03:08.154
它可爱到可以骗取无数零食——

00:03:08.178 --> 00:03:09.397
来做模型。

NOTE Paragraph

00:03:09.421 --> 00:03:11.004
（笑声）

NOTE Paragraph

00:03:11.028 --> 00:03:14.764
我们先来看看胸腔结构。

00:03:14.788 --> 00:03:17.985
我想让你们先想象一下
一只狗的肋骨。

00:03:18.009 --> 00:03:20.466
设想脊椎和脊柱

00:03:20.490 --> 00:03:23.759
是和地面平行的。

00:03:23.783 --> 00:03:26.358
我们接下来要讲的
所有动物的脊椎脊柱

00:03:26.382 --> 00:03:28.788
和这个是一样的，

00:03:28.812 --> 00:03:30.310
无论是两条腿走路的

00:03:30.334 --> 00:03:31.487
还是四条腿。

NOTE Paragraph

00:03:31.511 --> 00:03:36.025
想象我们在胸腔内部，
然后朝上看。

00:03:36.944 --> 00:03:39.019
那是我们的胸椎顶部。

00:03:39.480 --> 00:03:43.399
在这里我们的肺的最上部
会和肋骨，脊椎

00:03:43.423 --> 00:03:45.748
有直接接触。

00:03:46.374 --> 00:03:49.863
这个界面就是我们要讨论的地方。

00:03:50.398 --> 00:03:53.433
现在你们可以想象一只狗的肺。

00:03:53.457 --> 00:03:56.645
在外面看似一个巨大的充气袋子，

00:03:56.669 --> 00:04:00.080
吸气时会膨胀，

00:04:00.104 --> 00:04:02.577
呼气时会收缩。

00:04:02.601 --> 00:04:05.878
在袋子里面有一系列的分支气管，

00:04:05.902 --> 00:04:08.385
这些气管叫做支气管树。

00:04:08.899 --> 00:04:15.014
这些气管把吸入的氧气运送到肺泡。

00:04:15.038 --> 00:04:20.080
氧气再穿过一层薄膜
扩散进入血流。

NOTE Paragraph

00:04:20.572 --> 00:04:22.750
这一步很关键。

00:04:23.440 --> 00:04:26.925
哺乳类动物的整个肺是可移动的。

00:04:26.949 --> 00:04:31.967
这意味着在整个呼吸过程中
它都在移动，

00:04:31.991 --> 00:04:34.577
所以那层血气屏障

00:04:34.601 --> 00:04:37.636
如果太薄的话容易破损。

00:04:37.660 --> 00:04:41.202
我们等会儿还要回到那层薄膜。

NOTE Paragraph

00:04:41.721 --> 00:04:43.206
你们还跟得上吗？

00:04:43.230 --> 00:04:45.858
我们现在开始要讲鸟类了，

00:04:45.882 --> 00:04:47.322
准备好。

00:04:47.346 --> 00:04:48.951
（笑声）

00:04:49.648 --> 00:04:52.903
鸟类和哺乳类动物完全不一样。

00:04:53.495 --> 00:04:55.888
我们要用鸟类作为模型来

00:04:55.912 --> 00:04:58.343
重造恐龙的肺。

NOTE Paragraph

00:04:58.367 --> 00:04:59.931
在鸟类中，

00:04:59.955 --> 00:05:04.172
空气通过肺，
但是肺部并不会膨胀或收缩，

00:05:04.707 --> 00:05:06.648
它们的肺是无法移动的，

00:05:06.672 --> 00:05:08.964
质地和一块厚海绵一样，

00:05:08.988 --> 00:05:14.195
在肋骨的顶部和侧面都有连接，
还有底部水平的薄膜，

00:05:14.219 --> 00:05:17.313
导致肺无法移动。

00:05:18.300 --> 00:05:21.386
有一系列灵活的袋状结构

00:05:21.410 --> 00:05:25.398
为它们的肺提供单向通风，

00:05:25.422 --> 00:05:28.210
这些结构从支气管树延伸

00:05:28.234 --> 00:05:29.822
到肺部的外面，

00:05:29.846 --> 00:05:31.716
它们叫做气囊。

NOTE Paragraph

00:05:32.249 --> 00:05:37.607
这个错综复杂的结构沿胸腔顶部

00:05:37.631 --> 00:05:40.820
被一系列

00:05:40.844 --> 00:05:43.549
分叉的肋骨锁定到位。

00:05:43.573 --> 00:05:46.655
而且，在许多鸟类体内，

00:05:46.679 --> 00:05:49.103
肺部上方以及气囊包含

00:05:49.127 --> 00:05:50.673
的延伸的结构

00:05:50.697 --> 00:05:53.305
会扩张到骨骼组织中——

00:05:53.329 --> 00:05:56.031
通常是椎骨，有时是肋骨——

00:05:56.055 --> 00:05:59.014
它们让整个呼吸系统得到固定。

00:05:59.038 --> 00:06:02.474
这个结构叫做“椎体气动性”。

00:06:02.498 --> 00:06:05.740
这些分叉的肋骨和椎体气动性

00:06:05.764 --> 00:06:09.281
是两个在化石中有迹可循的线索，

00:06:09.305 --> 00:06:11.894
因为这两个骨骼特征

00:06:11.918 --> 00:06:16.637
表明恐龙的呼吸系统

00:06:16.661 --> 00:06:18.335
也是不可移动的。

NOTE Paragraph

00:06:21.200 --> 00:06:23.806
呼吸系统的不可移动性

00:06:23.830 --> 00:06:27.737
推动了血气屏障——
也就是那层协助氧气

00:06:27.761 --> 00:06:33.860
扩散到血液中的薄膜——
朝着变薄的方向进化。

00:06:34.746 --> 00:06:40.637
肺的不可移动性可以使
那层薄膜变得脆弱，

00:06:40.661 --> 00:06:45.469
那层薄膜在十分通风的情况下
很容易破裂，

00:06:45.493 --> 00:06:48.056
就像哺乳类动物的肺
所处的环境一样。

NOTE Paragraph

00:06:48.056 --> 00:06:49.589
我们为什么要关心这个呢？

00:06:49.613 --> 00:06:51.337
有什么意义吗？

00:06:52.083 --> 00:06:56.338
氧气更容易通过薄膜扩散，

00:06:57.536 --> 00:07:03.627
薄膜是在低氧环境下

00:07:03.651 --> 00:07:05.987
提高呼吸率的一种办法——

00:07:06.011 --> 00:07:10.592
比如三叠纪的低氧环境中。

00:07:11.425 --> 00:07:16.130
如果恐龙的确有这种肺结构，

00:07:16.154 --> 00:07:20.211
它们就比别的动物
具备更好的呼吸系统，

00:07:20.235 --> 00:07:22.369
包括哺乳动物。

NOTE Paragraph

00:07:22.851 --> 00:07:26.466
你们还记得现存系统发育分组法吗？

00:07:26.490 --> 00:07:29.369
也就是我们用现代动物的构造

00:07:29.393 --> 00:07:31.928
来应用到化石记录中。

00:07:31.952 --> 00:07:36.814
线索一就是现代鸟类的分叉的肋骨。

00:07:36.838 --> 00:07:41.249
这一点在几乎所有恐龙中都可以找到。

00:07:41.734 --> 00:07:46.531
这意味着恐龙的肺的顶部

00:07:46.555 --> 00:07:48.869
是锁定到位的，

00:07:48.893 --> 00:07:51.845
就像现存的鸟类一样。

NOTE Paragraph

00:07:51.869 --> 00:07:55.406
线索二是椎体气动性。

00:07:55.430 --> 00:08:00.237
我们在蜥脚类恐龙和兽脚类恐龙，

00:08:00.261 --> 00:08:03.536
也就是掠食性恐龙中，
都可以找到，

00:08:03.560 --> 00:08:05.782
它们也就是现代鸟类的祖先。

00:08:06.250 --> 00:08:11.589
虽然我们没有恐龙的肺化石，

00:08:11.613 --> 00:08:16.162
但椎体气动性可以告诉我们
恐龙存活时

00:08:16.186 --> 00:08:18.638
肺的大致功能。

00:08:19.211 --> 00:08:24.556
肺组织和气囊组织侵入椎骨中，

00:08:24.580 --> 00:08:27.087
使其变成空心，就如现代鸟类一样，

00:08:27.111 --> 00:08:31.245
使部分呼吸系统锁定在位，

00:08:31.269 --> 00:08:32.869
让肺无法移动。

00:08:34.138 --> 00:08:35.923
分叉的肋骨

00:08:35.947 --> 00:08:38.791
和椎体气动性一起

00:08:38.815 --> 00:08:43.722
创造了一个无法移动的，
坚硬的构架，

00:08:43.746 --> 00:08:46.688
把整个呼吸系统锁定到位，

00:08:46.712 --> 00:08:52.486
使得我们今天在现代鸟类身上
看到的超薄、超脆弱

00:08:52.510 --> 00:08:55.366
的血气屏障得以进化。

NOTE Paragraph

00:08:55.390 --> 00:08:58.880
恐龙有不可移动肺的证据

00:08:58.904 --> 00:09:02.378
意味着它们可以演化出一个

00:09:02.402 --> 00:09:04.140
能在低氧环境中呼吸的肺，

00:09:04.164 --> 00:09:09.283
让它们在三叠纪大气层中得以存活。

00:09:09.981 --> 00:09:15.078
这样的肺结构使它们

00:09:15.102 --> 00:09:20.585
与其他动物，尤其是哺乳类动物相比，
有巨大的适应性优势，

00:09:20.609 --> 00:09:23.310
因为其他动物可移动的肺

00:09:23.334 --> 00:09:27.129
无法适应三叠纪的低氧环境。

00:09:27.664 --> 00:09:32.734
这样的生物结构也许
就是恐龙的秘密武器，

00:09:32.758 --> 00:09:35.702
可以带给它们巨大的生存优势。

00:09:36.096 --> 00:09:38.900
这也为我们去测试恐龙多样化

00:09:38.924 --> 00:09:43.832
的假设提供了良好的基石。

NOTE Paragraph

00:09:43.856 --> 00:09:47.750
这就是恐龙生存繁衍的故事，

00:09:47.774 --> 00:09:52.272
也只是我们在这一领域研究的开端。

NOTE Paragraph

00:09:52.932 --> 00:09:54.124
谢谢。

NOTE Paragraph

00:09:54.148 --> 00:09:57.109
（掌声）