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Title:
A arma secreta que permitiu que os dinossauros dominassem o planeta
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Description:
Todos nós conhecemos as teorias sobre como os dinossauros morreram. Mas, antes disso, por que eles conseguiram dominas o planeta por tanto tempo? (Dica: não tem nada a ver com tamanho, velocidade, espinhos ou penas fantásticas.) Viaje no tempo para 200 milhões antes da extinção dos dinossauros com a paleontóloga Emma Schachner para um sopro de ar fresco na história sobre os dinossauros.
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Speaker:
Emma Schachner
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Todos nós sabemos
como os dinossauros morreram.
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A história que vou contar
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aconteceu mais de 200 milhões de anos
antes da extinção dos dinossauros.
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Essa história começa lá atrás,
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quando os dinossauros
estavam apenas surgindo.
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Um dos maiores mistérios
da biologia evolutiva
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é por que os dinossauros
foram tão bem-sucedidos.
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O que levou à sua dominância global
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por tantos anos?
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Quando as pessoas pensam
por que dinossauros eram tão incríveis,
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normalmente pensam
em qual era o maior ou o menor,
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ou o mais rápido,
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ou qual tinha mais penas,
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ou a armadura, espinhos
ou dentes mais absurdos.
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Mas talvez a resposta tenha a ver
com a anatomia interna deles;
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uma arma secreta, por assim dizer.
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Meus colegas e eu achamos
que eram seus pulmões.
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Sou paleontóloga e anatomista comparativa
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e tenho interesse em entender
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como o pulmão especializado
dos dinossauros
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ajudou-os a dominarem o planeta.
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Então vamos retroceder
mais de 200 milhões de anos,
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para o período Triássico.
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O ambiente era extremamente inóspito,
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não havia plantas floríferas,
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o que significa que não havia grama.
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Imaginem uma paisagem repleta
de pinheiros e samambaias.
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Ao mesmo tempo, havia pequenos lagartos,
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mamíferos, insetos,
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e também répteis carnívoros e herbívoros,
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todos competindo pelos mesmos recursos.
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A parte crítica dessa história
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é que estima-se que o nível de oxigênio
era de apenas 15%,
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comparado aos 21% atuais.
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Então, era essencial
que os dinossauros pudessem respirar
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nesse ambiente de pouco oxigênio,
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não apenas para sobreviverem,
mas para prosperarem e se diversificarem.
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Como saber como eram
os pulmões dos dinossauros,
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se tudo que resta de um dinossauro
geralmente é seu esqueleto fossilizado?
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O método que usamos é chamado
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de "bracketing filogenético existente".
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Uma maneira chique de dizer
que estudamos a anatomia,
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especificamente, nesse caso,
dos pulmões e do esqueleto,
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dos descendentes vivos
dos dinossauros na árvore evolutiva.
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Então, observamos a anatomia das aves,
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que são descendentes
diretos dos dinossauros,
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observamos a anatomia de crocodilianos,
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que são os parentes vivos mais próximos,
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e também a anatomia
de lagartos e tartarugas,
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que podemos pensar como sendo seus primos.
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Então aplicamos esses dados anatômicos
aos registros fósseis,
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e podemos usá-los para reconstruir
os pulmões dos dinossauros.
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E, neste momento,
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o esqueleto dos dinossauros
lembra muito o das aves modernas.
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Como os dinossauros competiam
com os mamíferos nesse período,
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é importante entender as características
básicas do pulmão dos mamíferos.
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E, para explicar sobre pulmões em geral,
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usaremos meu cachorro Mila of Troy,
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a cara que lançou mil petiscos,
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como nosso modelo.
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Essa história ocorre
dentro de uma cavidade torácica.
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Quero que visualizem
a caixa torácica de um cachorro.
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Vejam como a coluna vertebral é
completamente horizontal ao chão.
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A coluna vertebral é assim
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em todos os animais
sobre os quais vamos falar,
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quer andem sobre duas ou quatro patas.
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Agora vamos escalar a caixa torácica
imaginária e olhar para cima.
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Este é o teto torácico.
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É aqui que a superfície
superior dos pulmões
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entra em contato direto
com as costelas e as vértebras.
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É aqui que nossa história ocorre.
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Agora quero que visualizem
os pulmões de um cachorro.
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Por fora, é como um grande saco inflável
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que se expande por inteiro
durante a inspiração
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e se contrai durante a expiração.
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Dentro desse saco existe
uma série de tubos ramificados,
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chamados de árvore brônquica.
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Esses tubos distribuem
o oxigênio inalado para os alvéolos.
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Eles atravessam uma membrana fina
para a corrente sanguínea por difusão.
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Agora, essa parte é fundamental.
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Todo o pulmão do mamífero é móvel,
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o que significa que ele se move
durante todo o processo respiratório,
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então aquela fina membrana,
a barreira alvéolo-capilar,
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não pode ser muito fina, ou vai se romper.
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Não se esqueçam da barreira
alvéolo-capilar, voltaremos a ela.
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Vamos começar com as aves,
e isso vai ser muito louco,
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então apertem os cintos.
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(Risos)
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As aves são completamente
diferentes dos mamíferos.
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E usaremos aves como modelos
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para reconstruir os pulmões
dos dinossauros.
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o ar passa pelo pulmão,
mas ele não expande ou contrai.
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O pulmão é imóvel,
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tem a textura de uma esponja densa,
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é inflexível e fica preso no topo
e nas laterais pela caixa torácica
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e, embaixo, por uma membrana horizontal.
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Ele é ventilado unidirecionalmente
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por uma série de estruturas flexíveis
semelhantes a sacos,
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que se ramificam para a árvore brônquica,
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para além do próprio pulmão,
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o que chamamos de sacos aéreos.
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Toda essa estrutura extremamente delicada
é mantida fixa no lugar
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por uma série de costelas bifurcadas
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ao longo de todo o teto torácico.
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Em várias espécies de aves,
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extensões surgem do pulmão
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e dos sacos aéreos,
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invadem o tecido esquelético,
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normalmente as vértebras,
às vezes as costelas,
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e mantêm o sistema respiratório no lugar.
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Isso se chama "pneumatização vertebral".
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As costelas bifurcadas
e a pneumatização vertebral
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são duas pistas que podemos
buscar nos registros fósseis,
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porque essas duas
características esqueléticas
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indicam que havia regiões imobilizadas
no sistema respiratório dos dinossauros.
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Essa ancoragem do sistema respiratório
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facilitou a redução da espessura
da barreira alvéolo-capilar,
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a fina membrana através da qual o oxigênio
é difundido na corrente sanguínea.
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A imobilidade permite isso,
pois uma barreira fina é frágil
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e romperia se fosse ventilada ativamente,
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como os pulmões dos mamíferos.
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Por que nos importamos com isso?
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Por que isso importa?
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O oxigênio se difunde mais facilmente
através de uma membrana fina,
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que é uma forma de melhorar a respiração
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em baixos níveis de oxigênio,
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como no período Triássico.
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Então, se os dinossauros
tivessem esse tipo de pulmão,
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estariam melhor equipados para respirar
do que todos os outros animais,
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inclusive os mamíferos.
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Vocês se lembram do método
de bracketing filogenético existente,
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em que aplicamos a anatomia
dos animais modernos
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aos registros fósseis?
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A pista número um foram
as costelas bifurcadas das aves modernas.
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Nós as encontramos
na maioria dos dinossauros.
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Isso significa que a superfície superior
dos pulmões dos dinossauros
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ficava fixa no lugar,
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como nas aves modernas.
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A pista número dois
é a pneumatização vertebral.
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Encontramos isso em dinossauros
saurópodes e terópodes,
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o grupo que contém dinossauros predadores
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e que deu origem às aves modernas.
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E, apesar de não encontrarmos evidências
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de tecido pulmonar fossilizado
em dinossauros,
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a pneumatização vertebral nos dá
evidências do que o pulmão fazia
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durante a vida desses animais.
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Os tecidos pulmonares ou dos sacos aéreos
invadiam as vértebras,
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tornando-as ocas, como nas aves modernas,
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e mantendo no lugar
regiões do sistema respiratório,
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imobilizando-as.
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As costelas bifurcadas,
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junto com a pneumatização vertebral,
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criavam uma estrutura rígida e fixa,
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mantendo o sistema respiratório no lugar,
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permitindo a evolução da barreira
alvéolo-capilar superfina e superdelicada
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que vemos nas aves modernas.
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A evidência dessa camisa-de-força
prendendo os pulmões dos dinossauros
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significa que eles tiveram
a capacidade de desenvolver pulmões
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aptos a respirar na atmosfera hipóxica,
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com baixo teor de oxigênio,
do período Triássico.
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Essa estrutura esquelética rígida
dos dinossauros teria dado a eles
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uma vantagem adaptativa significativa
sobre outros animais,
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especialmente os mamíferos,
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cujos pulmões flexíveis
não poderiam se adaptar
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à atmosfera hipóxica do Triássico.
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Essa anatomia pode ter sido
a arma secreta dos dinossauros
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que deu a eles vantagens
sobre outros animais.
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E isso nos dá uma plataforma excelente
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para começar a testar hipóteses
sobre a diversificação dos dinossauros.
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Essa é a história
do surgimento dos dinossauros,
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e é só o começo da história
de nossa pesquisa sobre esse tema.
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