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← A arma secreta que permitiu que os dinossauros dominassem o planeta

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Showing Revision 15 created 03/03/2020 by Claudia Sander.

  1. Todos nós sabemos
    como os dinossauros morreram.
  2. A história que vou contar
  3. aconteceu mais de 200 milhões de anos
    antes da extinção dos dinossauros.
  4. Essa história começa lá atrás,
  5. quando os dinossauros
    estavam apenas surgindo.
  6. Um dos maiores mistérios
    da biologia evolutiva
  7. é por que os dinossauros
    foram tão bem-sucedidos.
  8. O que levou à sua dominância global
  9. por tantos anos?
  10. Quando as pessoas pensam
    por que dinossauros eram tão incríveis,
  11. normalmente pensam
    em qual era o maior ou o menor,
  12. ou o mais rápido,
  13. ou qual tinha mais penas,
  14. ou a armadura, espinhos
    ou dentes mais absurdos.
  15. Mas talvez a resposta tenha a ver
    com a anatomia interna deles;
  16. uma arma secreta, por assim dizer.
  17. Meus colegas e eu achamos
    que eram seus pulmões.
  18. Sou paleontóloga e anatomista comparativa

  19. e tenho interesse em entender
  20. como o pulmão especializado
    dos dinossauros
  21. ajudou-os a dominarem o planeta.
  22. Então vamos retroceder
    mais de 200 milhões de anos,
  23. para o período Triássico.
  24. O ambiente era extremamente inóspito,
  25. não havia plantas floríferas,
  26. o que significa que não havia grama.
  27. Imaginem uma paisagem repleta
    de pinheiros e samambaias.
  28. Ao mesmo tempo, havia pequenos lagartos,
  29. mamíferos, insetos,
  30. e também répteis carnívoros e herbívoros,
  31. todos competindo pelos mesmos recursos.
  32. A parte crítica dessa história

  33. é que estima-se que o nível de oxigênio
    era de apenas 15%,
  34. comparado aos 21% atuais.
  35. Então, era essencial
    que os dinossauros pudessem respirar
  36. nesse ambiente de pouco oxigênio,
  37. não apenas para sobreviverem,
    mas para prosperarem e se diversificarem.
  38. Como saber como eram
    os pulmões dos dinossauros,

  39. se tudo que resta de um dinossauro
    geralmente é seu esqueleto fossilizado?
  40. O método que usamos é chamado
  41. de "bracketing filogenético existente".
  42. Uma maneira chique de dizer
    que estudamos a anatomia,
  43. especificamente, nesse caso,
    dos pulmões e do esqueleto,
  44. dos descendentes vivos
    dos dinossauros na árvore evolutiva.
  45. Então, observamos a anatomia das aves,
  46. que são descendentes
    diretos dos dinossauros,
  47. observamos a anatomia de crocodilianos,
  48. que são os parentes vivos mais próximos,
  49. e também a anatomia
    de lagartos e tartarugas,
  50. que podemos pensar como sendo seus primos.
  51. Então aplicamos esses dados anatômicos
    aos registros fósseis,
  52. e podemos usá-los para reconstruir
    os pulmões dos dinossauros.
  53. E, neste momento,
  54. o esqueleto dos dinossauros
    lembra muito o das aves modernas.
  55. Como os dinossauros competiam
    com os mamíferos nesse período,

  56. é importante entender as características
    básicas do pulmão dos mamíferos.
  57. E, para explicar sobre pulmões em geral,
  58. usaremos meu cachorro Mila of Troy,
  59. a cara que lançou mil petiscos,
  60. como nosso modelo.
  61. (Risos)

  62. Essa história ocorre
    dentro de uma cavidade torácica.

  63. Quero que visualizem
    a caixa torácica de um cachorro.
  64. Vejam como a coluna vertebral é
    completamente horizontal ao chão.
  65. A coluna vertebral é assim
  66. em todos os animais
    sobre os quais vamos falar,
  67. quer andem sobre duas ou quatro patas.
  68. Agora vamos escalar a caixa torácica
    imaginária e olhar para cima.

  69. Este é o teto torácico.
  70. É aqui que a superfície
    superior dos pulmões
  71. entra em contato direto
    com as costelas e as vértebras.
  72. É aqui que nossa história ocorre.
  73. Agora quero que visualizem
    os pulmões de um cachorro.
  74. Por fora, é como um grande saco inflável
  75. que se expande por inteiro
    durante a inspiração
  76. e se contrai durante a expiração.
  77. Dentro desse saco existe
    uma série de tubos ramificados,
  78. chamados de árvore brônquica.
  79. Esses tubos distribuem
    o oxigênio inalado para os alvéolos.
  80. Eles atravessam uma membrana fina
    para a corrente sanguínea por difusão.
  81. Agora, essa parte é fundamental.

  82. Todo o pulmão do mamífero é móvel,
  83. o que significa que ele se move
    durante todo o processo respiratório,
  84. então aquela fina membrana,
    a barreira alvéolo-capilar,
  85. não pode ser muito fina, ou vai se romper.
  86. Não se esqueçam da barreira
    alvéolo-capilar, voltaremos a ela.
  87. Estão acompanhando?

  88. Vamos começar com as aves,
    e isso vai ser muito louco,
  89. então apertem os cintos.
  90. (Risos)
  91. As aves são completamente
    diferentes dos mamíferos.
  92. E usaremos aves como modelos
  93. para reconstruir os pulmões
    dos dinossauros.
  94. Nas aves,

  95. o ar passa pelo pulmão,
    mas ele não expande ou contrai.
  96. O pulmão é imóvel,
  97. tem a textura de uma esponja densa,
  98. é inflexível e fica preso no topo
    e nas laterais pela caixa torácica
  99. e, embaixo, por uma membrana horizontal.
  100. Ele é ventilado unidirecionalmente
  101. por uma série de estruturas flexíveis
    semelhantes a sacos,
  102. que se ramificam para a árvore brônquica,
  103. para além do próprio pulmão,
  104. o que chamamos de sacos aéreos.
  105. Toda essa estrutura extremamente delicada
    é mantida fixa no lugar

  106. por uma série de costelas bifurcadas
  107. ao longo de todo o teto torácico.
  108. Em várias espécies de aves,
  109. extensões surgem do pulmão
  110. e dos sacos aéreos,
  111. invadem o tecido esquelético,
  112. normalmente as vértebras,
    às vezes as costelas,
  113. e mantêm o sistema respiratório no lugar.
  114. Isso se chama "pneumatização vertebral".
  115. As costelas bifurcadas
    e a pneumatização vertebral
  116. são duas pistas que podemos
    buscar nos registros fósseis,
  117. porque essas duas
    características esqueléticas
  118. indicam que havia regiões imobilizadas
    no sistema respiratório dos dinossauros.
  119. Essa ancoragem do sistema respiratório

  120. facilitou a redução da espessura
    da barreira alvéolo-capilar,
  121. a fina membrana através da qual o oxigênio
    é difundido na corrente sanguínea.
  122. A imobilidade permite isso,
    pois uma barreira fina é frágil
  123. e romperia se fosse ventilada ativamente,
  124. como os pulmões dos mamíferos.
  125. Por que nos importamos com isso?

  126. Por que isso importa?
  127. O oxigênio se difunde mais facilmente
    através de uma membrana fina,
  128. que é uma forma de melhorar a respiração
  129. em baixos níveis de oxigênio,
  130. como no período Triássico.
  131. Então, se os dinossauros
    tivessem esse tipo de pulmão,
  132. estariam melhor equipados para respirar
    do que todos os outros animais,
  133. inclusive os mamíferos.
  134. Vocês se lembram do método
    de bracketing filogenético existente,

  135. em que aplicamos a anatomia
    dos animais modernos
  136. aos registros fósseis?
  137. A pista número um foram
    as costelas bifurcadas das aves modernas.
  138. Nós as encontramos
    na maioria dos dinossauros.
  139. Isso significa que a superfície superior
    dos pulmões dos dinossauros
  140. ficava fixa no lugar,
  141. como nas aves modernas.
  142. A pista número dois
    é a pneumatização vertebral.

  143. Encontramos isso em dinossauros
    saurópodes e terópodes,
  144. o grupo que contém dinossauros predadores
  145. e que deu origem às aves modernas.
  146. E, apesar de não encontrarmos evidências
  147. de tecido pulmonar fossilizado
    em dinossauros,
  148. a pneumatização vertebral nos dá
    evidências do que o pulmão fazia
  149. durante a vida desses animais.
  150. Os tecidos pulmonares ou dos sacos aéreos
    invadiam as vértebras,
  151. tornando-as ocas, como nas aves modernas,
  152. e mantendo no lugar
    regiões do sistema respiratório,
  153. imobilizando-as.
  154. As costelas bifurcadas,
  155. junto com a pneumatização vertebral,
  156. criavam uma estrutura rígida e fixa,
  157. mantendo o sistema respiratório no lugar,
  158. permitindo a evolução da barreira
    alvéolo-capilar superfina e superdelicada
  159. que vemos nas aves modernas.
  160. A evidência dessa camisa-de-força
    prendendo os pulmões dos dinossauros

  161. significa que eles tiveram
    a capacidade de desenvolver pulmões
  162. aptos a respirar na atmosfera hipóxica,
  163. com baixo teor de oxigênio,
    do período Triássico.
  164. Essa estrutura esquelética rígida
    dos dinossauros teria dado a eles
  165. uma vantagem adaptativa significativa
    sobre outros animais,
  166. especialmente os mamíferos,
  167. cujos pulmões flexíveis
    não poderiam se adaptar
  168. à atmosfera hipóxica do Triássico.
  169. Essa anatomia pode ter sido
    a arma secreta dos dinossauros
  170. que deu a eles vantagens
    sobre outros animais.
  171. E isso nos dá uma plataforma excelente
  172. para começar a testar hipóteses
    sobre a diversificação dos dinossauros.
  173. Essa é a história
    do surgimento dos dinossauros,

  174. e é só o começo da história
    de nossa pesquisa sobre esse tema.
  175. Obrigada.

  176. (Aplausos)