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← El arma secreta que permitió a los dinosaurios conquistar el planeta

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Showing Revision 20 created 01/26/2020 by Sebastian Betti.

  1. Todos hemos oído hablar sobre
    cómo murieron los dinosaurios.
  2. La historia que voy a contarles
  3. sucedió alrededor de 200 millones de años
    antes de la extinción de los dinosaurios.
  4. Esta historia comienza
    al principio de todo,
  5. con el origen de los dinosaurios.
  6. Uno de los grandes misterios
    de la biología evolutiva
  7. es por qué los dinosaurios
    fueron tan gloriosos.
  8. ¿Qué les condujo a su dominancia global
    durante tantos años?
  9. Cuando la gente piensa por qué
    los dinosaurios fueron tan increíbles,
  10. normalmente piensa en los dinosaurios
    más grandes o más pequeños,
  11. o sobre quién era más rápido,
  12. o quién tenía más plumas,
  13. la armadura más ridícula,
    puntas o dientes.
  14. Pero quizás la respuesta tenga que ver
    con su anatomía interna;
  15. un arma secreta, por llamarlo
    de alguna forma.
  16. Mis compañeros y yo creemos
    que fueron sus pulmones.
  17. Soy paleontóloga y anatomista comparativa

  18. y estoy centrada en entender
  19. cómo el pulmón especial de los dinosaurios
    les ayudó a dominar el planeta.
  20. Vamos a viajar atrás en el tiempo
    hasta hace unos 200 millones de años,
  21. al periodo Triásico.
  22. El entorno era extremadamente áspero,
  23. no había plantas florales,
  24. lo que quiere decir que no había césped.
  25. Imaginen un paisaje repleto
    de pinos y helechos.
  26. Al mismo tiempo, había pequeños lagartos,
  27. mamíferos, insectos,
  28. y había reptiles carnívoros y herbívoros,
  29. todos compitiendo por los mismos recursos.
  30. Esencial en esta historia

  31. es que el nivel de oxígeno se ha estimado
    que era tan bajo que alcanzaba 15 %,
  32. comparado con el 21 % actual.
  33. Así que era esencial para
    los dinosaurios poder respirar
  34. en este entorno bajo de oxígeno;
  35. no solo para sobrevivir,
  36. sino para prosperar y diversificarse.
  37. Y ¿cómo sabemos cómo eran
    los pulmones de los dinosaurios

  38. cuando todo lo que nos queda de ellos son,
    sobre todo, sus esqueletos fosilizados?
  39. El método que empleamos se denomina
    "horquillado filogenético conservado".
  40. Es una forma elegante de decir
    que estudiamos la anatomía
  41. -- en este caso específico,
    los pulmones y el esqueleto --
  42. de los descendientes actuales de los
    dinosaurios según su árbol filogenético.
  43. Por lo que observaremos
    la anatomía de los pájaros,
  44. que son descendientes directos
    de los dinosaurios,
  45. y observaremos la anatomía
    de los cocodrilos,
  46. sus parientes vivos más cercanos,
  47. y luego observaremos la anatomía
    de lagartos y tortugas,
  48. a los que podemos considerar sus primos.
  49. Y después aplicamos estos datos
    analíticos a los registros fósiles
  50. y los usamos para reconstruir
    los pulmones de los dinosaurios.
  51. Y en este caso específico,
  52. el esqueleto de los dinosaurios se parece
    sobre todo al de los pájaros modernos.
  53. Como los dinosaurios competían con los
    primeros mamíferos durante este periodo,

  54. es importante comprender la plantilla
    básica del pulmón de mamíferos.
  55. Además, para darles información
    general sobre los pulmones,
  56. usaremos a mi perra, Mila de Troya,
  57. la cara que ganó mil obsequios,
  58. como nuestro modelo.
  59. (Risas)

  60. Esta historia tiene lugar
    dentro de una cavidad torácica.

  61. Quiero que visualicen
    la caja torácica de un perro.
  62. Piensen sobre cómo la columna vertebral
  63. es completamente paralela al suelo.
  64. Así es como será la columna vertebral
  65. de todos los animales
    de los que hablaremos,
  66. ya caminen sobre dos patas
  67. o cuatro patas.
  68. Ahora quiero que se introduzcan en la
    caja torácica imaginaria y miren arriba.

  69. Esta es nuestra cubierta torácica.
  70. Aquí es donde la superficie superior
    de los pulmones entra en contacto directo
  71. con las costillas y vértebras.
  72. En esta interfaz tiene
    lugar nuestra historia.
  73. Ahora quiero que visualicen
    los pulmones de un perro.
  74. Desde fuera, parecen
    una gran bolsa hinchable
  75. donde todas sus partes se expanden
    durante la inhalación
  76. y se contraen durante la espiración.
  77. Dentro de la bolsa hay una serie
    de tubos ramificados
  78. que se denominan árbol bronquial.
  79. Estos tubos llevan el oxígeno
    inhalado hasta los alvéolos.
  80. Cruzará una fina membrana hacia
    el torrente sanguíneo por difusión.
  81. Ahora, esta parte es esencial.

  82. El pulmón mamífero es completamente móvil.
  83. Lo que quiere decir que se moverá
    durante el proceso respiratorio,
  84. por lo que esa membrana,
    la barrera entre sangre y aire,
  85. no podrá ser muy fina, o se romperá.
  86. Recuerden a la barrera entre sangre
    y aire, porque volveremos a ella.
  87. ¿Siguen conmigo?

  88. Vamos a empezar a hablar
    de pájaros y es una locura;
  89. agárrense a sus asientos.
  90. (Risas)
  91. Los pájaros son completamente
    diferentes a los mamíferos.
  92. Y usaremos a los pájaros como modelo
  93. para reconstruir los pulmones
    de los dinosaurios.
  94. En el pájaro,

  95. el aire pasa a través del pulmón, pero
    el pulmón ni se expande ni se contrae.
  96. El pulmón es inmóvil,
  97. tiene la textura de una esponja densa,
  98. es inflexible y está fijado en su parte
    superior y laterales por la caja torácica
  99. y en su parte inferior
    por una membrana horizontal.
  100. Es ventilado unidireccionalmente
  101. por una serie de estructuras
    flexibles similares a una bolsa
  102. que se ramifican a partir
    del árbol bronquial
  103. hasta más allá del propio pulmón
  104. y se llaman sacos aéreos.
  105. Esta instalación extremadamente delicada
    está fijada en su sitio

  106. por una serie de costillas bifurcadas
  107. sobre toda la cubierta torácica.
  108. En muchas especies de pájaros
  109. surgen extensiones del pulmón
  110. y los sacos aéreos;
  111. invaden los tejidos esqueléticos
  112. -- normalmente las vértebras,
    a veces las costillas --
  113. y fijan el sistema respiratorio
    en su sitio.
  114. Esto se llama "neumaticidad vertebral".
  115. Las costillas bifurcadas
    y la neumaticidad vertebral
  116. son dos pistas que podemos
    buscar en los registros fósiles,
  117. porque estas dos
    características esqueléticas
  118. indicarían que zonas del sistema
    respiratorio de los dinosaurios
  119. estarían inmovilizadas.
  120. El anclaje del sistema respiratorio

  121. facilitó la evolución de una barrera
    fina entre sangre y aire,
  122. esa fina membrana a través de la que
    el oxígeno difunde hacia la sangre.
  123. La inmovilización permite esto
    porque esa fina barrera es muy débil
  124. y podría romperse si estuviese
    siendo ventilada activamente
  125. como en un pulmón de mamífero.
  126. ¿Por qué nos preocupamos por esto?

  127. ¿Por qué nos importa?
  128. El oxígeno difunde más fácilmente
    a través de membranas finas,
  129. por lo que la fina membrana
    mejorará la respiración
  130. ante condiciones de bajo oxígeno...
  131. condiciones de bajo nivel de oxígeno
    como las del periodo Triásico.
  132. Así que si los dinosaurios
    tenían este tipo de pulmón,
  133. estaban mejor equipados para respirar
    que otros animales,
  134. incluyendo mamíferos.
  135. ¿Recuerdan el método del horquillado
    filogenético conservado

  136. donde tomamos estudios sobre
    la anatomía de animales modernos
  137. y los aplicamos a registros fósiles?
  138. Bien, la primera pista era las costillas
    ramificadas de los pájaros modernos.
  139. Bien, podemos encontrarlas
    en la mayoría de dinosaurios.
  140. Lo que quiere decir que la parte superior
    de los pulmones de los dinosaurios
  141. estaría anclada en ellas,
  142. tal y como en pájaros modernos.
  143. La segunda pista es la
    neumaticidad vertebral.

  144. La hemos observado en dinosaurios
    saurópodos y en terópodos,
  145. que es el grupo que incluye
    a los dinosaurios depredadores
  146. y da origen a los pájaros modernos.
  147. Y aunque no encontremos evidencia de
    tejido pulmonar fosilizado en dinosaurios,
  148. la neumaticidad vertebral nos proporciona
    evidencia sobre qué hacía el pulmón
  149. durante la vida de estos animales.
  150. El tejido pulmonar o de los sacos aéreos
    invadió las vértebras,
  151. vaciándolas por dentro
    como en un pájaro moderno,
  152. y anclando regiones
    del sistema respiratorio,
  153. inmovilizándolas.
  154. Las costillas ramificadas
  155. junto a la neumaticidad vertebral
  156. crearon una rígida estructura inmovilizada
  157. que ancló al sistema
    respiratorio en un lugar
  158. que permitió la evolución de esa tan fina,
    tan delicada barrera entre aire y sangre
  159. que vemos actualmente en pájaros modernos.
  160. Evidencia de este firme pulmón
    en los dinosaurios

  161. nos indica que tuvieron la capacidad
    de desarrollar un pulmón
  162. capaz de respirar
  163. bajo la atmósfera hipóxica, con bajo
    nivel de oxígeno, del periodo Triásico.
  164. El esqueleto rígido de los
    dinosaurios les proporcionaría
  165. una ventaja adaptativa significativa sobre
    otros animales, principalmente mamíferos,
  166. cuyos pulmones flexibles
    no podrían haberse adaptado
  167. a la atmósfera hipóxica, con
    bajo nivel de oxígeno, del Triásico.
  168. Esta anatomía podría haber sido
    el arma secreta de los dinosaurios
  169. que les dio ventaja sobre otros animales.
  170. Y esto nos da una excelente
    pista de lanzamiento
  171. donde empezar a probar hipótesis sobre
    la diversificación de los dinosaurios.
  172. Esta es la historia del
    inicio de los dinosaurios,

  173. y esto es solo el principio de la historia
    de nuestra investigación en este ámbito.
  174. Gracias.

  175. (Aplausos)