-
Title:
הנשק הסודי שאיפשר לדינוזאורים להשתלט על העולם
-
Description:
כולנו שמענו תיאוריות על איך הדינוזאורים מתו -- אבל מדוע מלכתחילה שלטו בכדור-הארץ במשך כל-כך הרבה זמן? (רמז: זה לא קשור לגודל שלהם, למהירות, לדוקרנים או לנוצות המופלאות שלהם). סעו חזרה בזמן אל 200 מליון שנה לפני הכחדותם עם הפליאונטולוגית אמה שכנר למשב אוויר צח על היסטוריית הדינוזאורים.
-
Speaker:
אמה שכנר
-
כולנו שמענו איך הדינוזאורים מתו.
-
הסיפור שאני הולכת לספר לכם
-
קרה יותר מ-200 מליון שנה
לפני הכחדת הדינוזאורים.
-
הסיפור מתחיל ממש בהתחלה
-
כאשר הדינוזאורים רק החלו בחייהם.
-
אחת התעלומות הגדולות ביותר
בביולוגיה אבולוציונית
-
היא מדוע הדינוזאורים היו כל-כך מוצלחים.
-
מה הוביל לשליטה הגלובלית
שלהם במשך כל-כך הרבה שנים?
-
כשאנשים חושבים מדוע
הדינוזאורים היו כל-כך מדהימים,
-
הם לרוב חושבים על הדינוזאור הגדול ביותר
או הקטן ביותר,
-
או מי היה הכי מהיר,
-
או למי היו הכי הרבה נוצות,
-
או את השיריון,
הדוקרנים או השיניים הכי מגוחכים.
-
אך אולי התשובה צריכה להמצא
באנטומיה הפנימית שלהם --
-
נשק סודי, אפשר לומר.
-
הקולגות שלי ואני,
אנחנו חושבים שאלו היו הריאות שלהם.
-
אני גם פליאונטולוגית
וגם עוסקת באנטומיה השוואתית,
¶
-
ואני מעוניינת להבין
-
איך ריאות הדינוזאורים
עזרו להם להשתלט על כדור-הארץ.
-
אנחנו הולכים לקפוץ 200 מיליון שנה לאחור,
-
לתקופת טריאס.
-
הסביבה הייתה קשה באופן קיצוני,
-
לא היו שום צמחים פורחים,
-
מה שאומר שלא היה דשא.
-
אז דמיינו נוף מלא בעצי אורן ושרכים.
-
באותה העת, היו לטאות קטנות,
-
יונקים, חרקים,
-
וגם היו זוחלים אוכלי-בשר ואוכלי-עשב --
-
כולם מתחרים על אותם משאבים.
-
-
הוא שרמות החמצן הוערכו להיות
נמוכות עד כדי 15 אחוז,
-
בהשוואה ל-21 אחוז כיום.
-
אז היה הכרחי לדינוזאורים
על-מנת שיוכלו לנשום
-
בסביבה דלת החמצן הזו,
-
לא רק כדי לשרוד
-
אלא כדי לשגשג ולהתגוון.
-
אז, כיצד אנו יודעים איך
היו בכלל ריאות הדינוזאורים,
¶
-
מאחר וכל מה שנשאר
מדינוזאור הם שלדים מאובנים?
-
השיטה בה אנו משתמשים נקראת
"אישכול פילוגנטי של מינים קיימים".
-
זו דרך מפונפנת לומר
שאנו לומדים אנטומיה --
-
ספציפית במקרה הזה,
את הריאות והשלד --
-
מהצאצאיים החיים של הדינוזאורים
בעץ האבולוציוני.
-
אז אנו מסתכלים על האנטומיה של ציפורים,
-
שהן צאצאים ישירים של דינוזאורים,
-
ומסתכלים על האנטומיה של קרוקודילים,
-
שהם קרובי משפחתם
הקרובים ביותר שחיים כיום,
-
ואז אנו מסתכלים על האנטומיה
של לטאות וצבים,
-
שאותם אנו מחשיבים כמעין בני-דודים.
-
ואז אנו מיישמים את המידע האנטומי הזה
בתיעוד המאובנים,
-
ואז אנו יכולים להשתמש בו על-מנת
לבנות מחדש את הריאות של הדינוזאורים.
-
ובמקרה המסויים הזה,
-
שלדי הדינוזאורים מזכירים
הכי הרבה את שלדי הציפורים המודרניות.
-
מכיוון שדינוזאורים התחרו עם יונקים קדומים
בתקופת הזמן הזו,
¶
-
חשוב להבין את המבנה הבסיסי
של ריאות היונקים.
-
כמו-כן, על-מנת להכיר לכם
את הריאות בכלליות,
-
אנחנו נשתמש בכלבה שלי,
מילה מטרויה,
-
הפנים שהשיקו אלפי חטיפים,
-
כדוגמנית שלנו.
-
-
הסיפור הזה מתרחש בתוך חלל החזה.
¶
-
אני רוצה שתדמיינו את בית החזה של כלב.
-
חשבו על איך עמוד השדרה
-
לגמרי אופקי לאדמה.
-
כך עמוד השדרה עומד להראות
-
בכל בעליי-החיים שאנו נדבר עליהם,
-
בין אם הם הולכים על שתי רגליים
-
ובין אם על ארבע.
-
כעת אני רוצה שנטפס אל תוך
בית החזה המדומיין ונביט למעלה.
¶
-
זוהי תקרת בית החזה.
-
זהו המקום בו שטח הריאות העליון
בא במגע פיזי ישיר
-
עם הצלעות והחוליות.
-
הממשק הזה הוא המקום
בו סיפורנו מתרחש.
-
עכשיו אני רוצה שתדמיינו
ריאות של כלב.
-
כלפי חוץ, הן כמו שק מתנפח ענק
-
בו כל חלקי השק מתרחבים
בזמן שאיפה
-
ומתכווצים בזמן נשיפה.
-
בתוך השקית, ישנן סדרה
של צינורות מסתעפים,
-
והצינורות הללו נקראים
עץ הסימפונות.
-
הצינורות הללו מובילים את החמצן
שנשאף אל הנֹאדִית (שק אוויר זעיר בריאות).
-
הם חוצים קרום דק
אל תוך זרם הדם באמצעות דיפוזיה.
-
-
הריאה כולה של היונקים הינה ניידת.
-
זה אומר שהיא נעה
לאורך כל תהליך הנשימה,
-
כך שהקרום הדק הזה,
מחסום הדם-גז,
-
לא יכול להיות יותר מדי דק
אחרת הוא ייקרע.
-
זכרו את מחסום הדם-גז
מכיוון שעוד נחזור אליו.
-
-
מכיוון שאנו מגיעים אל הציפורים
וזה נהיה משוגע,
-
אז תחזיקו חזק.
-
(צחוק)
-
ציפור שונה לגמרי מיונק.
-
ואנו עומדים להשתמש בציפורים
כדוגמניות שלנו
-
כדי לבנות מחדש את ריאות הדינוזאורים.
-
-
אויר עובר דרך הריאה,
אך הריאה לא מתרחבת או מתכווצת.
-
הריאה היא מקובעת,
-
היא בעלת מרקם של ספוג דחוס
-
והיא אינה גמישה ונעולה במקום שלה
בחלקו העליון ובצדדים על ידי בית החזה
-
ובתחתית על ידי קרום אופקי.
-
היא מתאווררת בצורה חד-כיוונית
-
בעזרת סדרת מבנים גמישים דמויי שקים
-
המסתעפים מחוץ לעץ הסמנפונות,
-
מעבר לריאה עצמה,
-
והם נקראים כריות אוויר.
-
עכשיו, כל המבנה הרגיש מאוד הזה
מקובע במקום
¶
-
על-ידי סדרה של צלעות מפוצלות
-
לכל אורך תקרת בית החזה.
-
כמו-כן, במינים רבים של ציפורים,
-
שלוחות עולות מן הריאה
-
וכריות האוויר,
-
הן עוברות את רקמות השלד --
-
לרוב את החוליות,
לפעמים את הצלעות --
-
ונועלות את מערכת הנשימה במקום.
-
"פְּנֵאוּמָטִיה חוליתית".
-
הצלעות המפוצלות
והפנאומטיה החוליתית
-
הם שני רמזים שאנו יכולים לצוד אחריהם
בתיעוד המאובנים,
-
מכיוון ששתי תכונות השלד האלו
-
יצביעו על כך שאיזורים
במערכת הנשימה של הדינוזאורים
-
הינם מקובעים.
-
עיגון זה של מערכת הנשימה
¶
-
סייע באבולוציה של הדקקות
מחסום הדם-גז,
-
הקרום הדק ההוא שחמצן
פעפע דרכו אל תוך זרם הדם.
-
הנייחות הזו מאפשרת זאת
מכיוון שמחסום דק הוא מחסום חלש,
-
והמחסום החלש היה נקרע
אם הוא היה מאוורר נמרצות
-
כמו ריאת היונקים.
-
אז למה אכפת לנו מכל זה?
¶
-
למה זה בכלל משנה?
-
חמצן מפעפע ביתר קלות
דרך קרום דק,
-
וקרום דק הוא דרך אחרת
להעשרת הנשימה
-
תחת תנאים דלי-חמצן --
-
תנאים דלי-חמצן כמו
שהיו בתקופת הטריאס.
-
אז, אם לדינוזאורים אכן היו
סוג הריאות הזה,
-
הם היו הרבה יותר מצויידים לנשום
ביחס לכל שאר בעלי-החיים,
-
כולל יונקים.
-
אתם זוכרים את שיטת
ה"אישכול פילוגנטי לפי מינים קיימים"
¶
-
בה אנו לוקחים את האנטומיה
של בעלי-חיים מודרניים,
-
ומיישמים אותה בתיעוד המאובנים?
-
אז, רמז מספר אחת היה
הצלעות המפוצלות של ציפורים מודרניות.
-
ובכן, אנחנו מוצאים את זה
ברוב הדינוזאורים.
-
אז זה אומר שחלקן העליון
של ריאות הדינוזאורים
-
יהיה מקובע במקום.
-
בדיוק כמו בציפורים מודרניות.
-
רמז מספר שתיים הוא פנאומטיה חוליתית.
¶
-
אנחנו מוצאים זאת בדינוזאורים
מסוגי זאורופודה ותרופודה,
-
שהיא הקבוצה המכילה
דינוזאורים טורפים
-
והיוו בסיס לציפורים מודרניות.
-
ובעוד שאנו לא מוצאים הוכחה
לרקמת ריאה מאובנת בדינוזאורים,
-
פנאומטיה חוליתית מעניקה לנו הוכחה
למה הריאה עשתה
-
במהלך חייהם של בעלי-החיים האלו.
-
רקמת ריאה או רקמה של כרית אוויר
פלשה אל החוליות,
-
חוררה אותן בדיוק כמו בציפור המודרנית,
-
ונעלה איזורים במערכת הנשימה במקומם,
-
ולא אפשרה ניידות.
-
הריאות המפוצלות
-
והפנאומטיה החוליתית יחדיו
-
יצרו מסגרת נייחת ונוקשה
-
שנעלה את מערכת הנשימה במקומה
-
שאפשרה את האבולוציה של מחסום הדם-גז
המאוד דקיק, מאוד רגיש
-
שאנו רואים כיום בציפורים מודרניות.
-
ההוכחה למגבלות הנוקשות האלו
בריאת הדינוזאורים
¶
-
אומרת כי הסבירות לפתח ריאה
-
שתהיה מסוגלת לנשום
-
תחת אטמוספירה היפוקסית, או דלת-חמצן,
של תקופת הטריאס.
-
המבנה השלדי הנוקשה הזה בדינוזאורים
היה מאפשר להם
-
יתרון הסתגלות משמעותי
על פני שאר בעליי-החיים, ביחוד היונקים,
-
שהריאות שלהם לא היו מספיק
גמישות כדי להסתגל
-
לאטמוספירה ההיפוקסית, או דלת-החמצן,
של תקופת הטריאס.
-
האנטומיה הזו עשויה הייתה להיות
נשקם הסודי של הדינוזאורים
-
שהעניק להם את היתרון הזה
על פני שאר היצורים החיים.
-
וזה נותן לנו קרש קפיצה מצויין
-
להתחיל לחקור את ההשערה
של הגיוון בדינוזאורים.
-
זהו הסיפור של תחילתם של הדינוזאורים,
¶
-
וזוהי רק ההתחלה של סיפור החקר
שלנו אל תוך הנושא הזה.
-
-