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

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Showing Revision 8 created 01/11/2020 by Margarida Ferreira.

  1. Já todos ouvimos falar da forma
    como os dinossauros morreram.
  2. A história que vos vou contar
  3. aconteceu mais de 200 milhões de anos
    antes da extinção dos dinossauros.
  4. Esta história começa mesmo no início,
  5. quando apareceram
    os primeiros dinossauros.
  6. Um dos maiores mistérios
    na biologia evolutiva
  7. é por que razão os dinossauros
    tiveram tanto êxito.
  8. O que é que levou ao seu domínio
    durante tantos anos?
  9. Quando as pessoas pensam porque é
    que os dinossauros eram tão fantásticos,
  10. normalmente pensam no dinossauro maior
    ou no mais pequeno,
  11. ou naquele que era mais rápido,
  12. ou naquele que tinha mais penas,
  13. uma armadura, espinhos
    ou dentes mais ridículos.
  14. Mas a resposta talvez tenha a ver
    com a sua anatomia interior
  15. — uma arma secreta, por assim dizer.
  16. Os meus colegas e eu
    pensamos que se tratou dos pulmões.
  17. Eu sou paleontóloga
    e anatomista comparativa

  18. e interesso-me por perceber
  19. como o pulmão especializado ajudou
    os dinossauros a dominar o planeta.
  20. Vamos recuar mais
    de 200 milhões de anos

  21. até ao período Triássico.
  22. O ambiente era extremamente rigoroso,
  23. não havia plantas com flores,
  24. ou seja, não havia ervas.
  25. Imaginem uma paisagem
    cheia de pinheiros e fetos.
  26. Simultaneamente,
    havia pequenos lagartos,
  27. mamíferos, insetos,
  28. e também havia répteis
    carnívoros e herbívoros
  29. — todos em competição
    pelos mesmos recursos.
  30. Algo fundamental para esta história

  31. é que estimamos que os níveis de oxigénio
    eram muito baixos, 15%
  32. em comparação com os 21% atuais.
  33. Portanto, era essencial
    que os dinossauros pudessem respirar
  34. neste ambiente de baixo oxigénio
  35. não só para sobreviverem
  36. mas para prosperarem e se diversificarem.
  37. Então, como é que sabemos
    como eram os pulmões dos dinossauros,

  38. se tudo o que resta de um dinossauro
    é geralmente o seu esqueleto fossilizado?
  39. O método que usamos chama-se
    "agrupamento filogenético existente."
  40. É uma forma sofisticada de dizer
    que estudamos a anatomia
  41. — especificamente, neste caso,
    os pulmões e o esqueleto —
  42. dos descendentes vivos dos dinossauros,
    na árvore da evolução.
  43. Portanto, observámos a anatomia das aves
  44. que são os descendentes diretos
    dos dinossauros,
  45. observámos a anatomia dos crocodilos,
  46. que são os parentes vivos mais próximos
  47. e depois observámos a anatomia
    de lagartos e tartarugas,
  48. que podemos considerar
    como seus primos.
  49. Depois, aplicámos esses dados
    anatómicos ao registo fóssil
  50. e usámos isso para reconstruir
    os pulmões dos dinossauros.
  51. Neste caso específico,
  52. o esqueleto dos dinossauros
    é muito parecido com o das aves modernas.
  53. Assim, como os dinossauros competiam
    com os primeiros mamíferos,

  54. neste período de tempo,
  55. é importante compreender o modelo básico
    do pulmão dos mamíferos.
  56. Para vos apresentar os pulmões,
    de forma geral,
  57. vamos usar o meu cão Mila de Troia,
  58. um rosto que lançou
    milhares de petiscos,
  59. como nosso modelo.
  60. (Risos)

  61. Esta história ocorre
    no interior da cavidade torácica.

  62. Visualizem a caixa torácica de um cão.
  63. Vejam como a coluna vertebral
  64. está perfeitamente horizontal
    em relação ao solo.
  65. É assim que a coluna vertebral vai ser
  66. em todos os animais de que vamos falar,
  67. quer andem sobre duas
    ou sobre quatro patas.
  68. Agora, entrem na caixa torácica
    imaginária e olhem para cima.

  69. Este é o teto da nossa caixa torácica.
  70. É aqui que a superfície superior
    dos pulmões entra em contacto direto
  71. com as costelas e as vértebras.
  72. Esta interface é onde
    a nossa história tem lugar.
  73. Tentem visualizar os pulmões de um cão.
  74. Por fora, parecem um saco
    gigante insuflável,
  75. em que todas as partes do saco
    se expandem durante a inspiração
  76. e se contraem durante a expiração.
  77. No interior do saco, há uma série
    de tubos ramificados,
  78. e esses tubos chamam-se
    árvore branquial.
  79. Esses tubos fornecem o oxigénio
    inalado aos alvéolos.
  80. Atravessam uma delgada membrana
    para a corrente sanguínea, por difusão.
  81. Agora, esta parte é fundamental.

  82. Todo o pulmão do mamífero é móvel.
  83. Ou seja, move-se durante todo
    o processo respiratório,
  84. de modo que a delgada membrana,
    a barreira sangue-ar,
  85. não pode ser demasiado delgada,
    senão rompe-se.
  86. Lembrem-se desta barreira sangue-ar,
    porque vamos voltar a falar nela.
  87. Continuam a acompanhar-me?

  88. Porque vamos passar para as aves
    e é uma loucura,
  89. por isso, segurem-se.
  90. (Risos)
  91. A ave é totalmente diferente
    do mamífero.
  92. Vamos usar as aves como modelo
  93. para reconstruir os pulmões
    dos dinossauros.
  94. Nas aves,

  95. o ar passa pelos pulmões, mas o pulmão
    não se expande nem se contrai.
  96. O pulmão está imobilizado,
  97. tem a textura duma esponja densa
  98. e é rígido e está bloqueado
    por cima e pelos lados pela caixa torácica
  99. e em baixo, por uma membrana horizontal.
  100. Assim, é ventilado unidirecionalmente
  101. por uma série de estruturas
    flexíveis, semelhantes a sacos,
  102. que se ramificam fora da árvore branquial,
  103. para lá do próprio pulmão
  104. e que se chamam sacos aéreos.
  105. Toda esta estrutura extremamente
    delicada

  106. é mantida no seu lugar
    por uma série de costelas bifurcadas,
  107. ao longo do teto torácico.
  108. Em muitas espécies de aves,
  109. também há extensões a partir do pulmão
  110. e dos sacos aéreos,
  111. que invadem os tecidos do esqueleto
  112. — normalmente, as vértebras,
    por vezes as costelas —
  113. e que mantêm no seu lugar
    o sistema respiratório.
  114. A Isto chama-se
    "pneumaticidade vertebral".
  115. As costelas bifurcadas
    e a pneumaticidade vertebral
  116. são duas pistas que podemos seguir
    no registo fóssil,
  117. porque estas duas
    características do esqueleto
  118. indicam quais as regiões
    do sistema respiratório dos dinossauros
  119. que estão imobilizadas.
  120. Esta estabilização do sistema respiratório

  121. facilitou a evolução do adelgaçamento
    da barreira sangue-ar,
  122. aquela membrana delgada através da qual o
    oxigénio passa para a corrente sanguínea.
  123. A imobilidade permite isso porque uma
    barreira delgada é uma barreira frágil,
  124. e a barreira frágil romper-se-ia
    se fosse ventilada ativamente
  125. como num pulmão de mamífero.
  126. Então, porque é
    que nos preocupamos com isto?

  127. Porque é que isto é importante?
  128. O oxigénio difunde-se mais facilmente
    através duma membrana delgada
  129. e uma membrana delgada é uma forma
    de reforçar a respiração
  130. em situações de baixo oxigénio
  131. — situações de baixo oxigénio
    como as do período Triássico.
  132. Assim, se os dinossauros tinham
    este tipo de pulmão,
  133. estariam mais bem equipados para respirar
    do que os outros animais,
  134. incluindo os mamíferos.
  135. Lembram-se do método
    "agrupamento filogenético existente"

  136. em que agarramos na anatomia
    dos animais modernos
  137. e a aplicamos ao registo fóssil?
  138. A pista número um foram
    as costelas bifurcadas das aves modernas.
  139. Encontramos isso praticamente
    na maioria dos dinossauros.
  140. Isso significa que a superfície superior
    dos pulmões dos dinossauros
  141. seria mantida no seu lugar,
  142. tal como os das aves modernas.
  143. A pista número dois
    são as vértebras pneumáticas.

  144. Encontramo-las nos dinossauros saurópodes
    e nos dinossauros terópodes
  145. que são o grupo que contém
    os dinossauros predatórios
  146. e deram origem às aves modernas.
  147. Embora não encontremos provas
  148. de tecido de pulmão fossilizado
    nos dinossauros,
  149. as vértebras pneumáticas demonstram
    o que o pulmão estava a fazer
  150. durante a vida desses animais.
  151. O tecido do pulmão
    ou o tecido do saco aéreo
  152. estava a invadir as vértebras,
  153. a torná-las ocas,
    tal como numa ave moderna
  154. e a manter no seu lugar
    regiões do sistema respiratório,
  155. imobilizando-as.
  156. As costelas bifurcadas
  157. e as vértebras pneumáticas,
    em conjunto,
  158. estavam a criar uma estrutura
    imobilizada, rígida
  159. que mantinha no seu lugar
    o sistema respiratório
  160. e que permitiu a evolução
    daquela barreira sangue-ar,
  161. muito delgada e muito delicada
  162. que vemos hoje nas aves modernas.
  163. Provas deste pulmão espartilhado
    nos dinossauros

  164. significam que eles tiveram
    a capacidade de evoluir um pulmão
  165. que conseguia respirar
  166. numa atmosfera hipóxica,
    de baixo oxigénio, do período Triássico.
  167. Esta estrutura rígida do esqueleto
    nos dinossauros ter-lhes-ia dado
  168. uma vantagem significativa
    de adaptação sobre os outros animais,
  169. em especial, os mamíferos,
  170. cujo pulmão flexível não se adaptava
  171. à atmosfera hipóxica,
    de baixo oxigénio, do Triássico.
  172. Esta anatomia pode ter sido
    a arma secreta dos dinossauros
  173. que lhes deu essa vantagem
    sobre os outros animais.
  174. Isso dá-nos uma excelente base
  175. para começar a testar as hipóteses
    da diversificação dos dinossauros.
  176. Esta é a história
    do início dos dinossauros

  177. e é o início da história
    da nossa investigação deste tema.
  178. Obrigada.

  179. (Aplausos)