Return to Video

Секретное оружие, которое позволило динозаврам захватить планету

  • 0:01 - 0:04
    Все мы слышали о том,
    как вымерли динозавры.
  • 0:04 - 0:06
    История, которую я хочу вам рассказать,
  • 0:06 - 0:11
    произошла более чем за 200 миллионов лет
    до того, как динозавры вымерли.
  • 0:11 - 0:14
    Эта история берёт своё начало тогда,
  • 0:14 - 0:17
    когда динозавры только начали появляться.
  • 0:17 - 0:20
    Одна из самых больших загадок
    в эволюционной биологии —
  • 0:20 - 0:23
    почему динозавры были так успешны.
  • 0:24 - 0:27
    Что привело их к глобальному
    доминированию в течение стольких лет?
  • 0:28 - 0:31
    Когда люди думают о том, почему
    динозавры были такими удивительными,
  • 0:31 - 0:35
    они обычно думают о самых больших
    или самых маленьких динозаврах,
  • 0:35 - 0:37
    или о том, какой был самым быстрым,
  • 0:37 - 0:39
    или у кого было больше перьев,
  • 0:39 - 0:41
    самая нелепая броня, шипы или зубы.
  • 0:42 - 0:46
    Но ответ, вероятно, должна дать
    их внутренняя анатомия —
  • 0:46 - 0:48
    секретное оружие, так сказать.
  • 0:49 - 0:52
    Мои коллеги и я думаем,
    что это были их лёгкие.
  • 0:53 - 0:57
    Я палеонтолог и сравнительный анатом,
  • 0:57 - 0:59
    и я заинтересована в понимании того,
  • 0:59 - 1:03
    как специализированные лёгкие динозавров
    помогли им захватить планету.
  • 1:04 - 1:07
    Итак, вернёмся более чем
    на 200 миллионов лет назад —
  • 1:08 - 1:09
    в триасовый период.
  • 1:09 - 1:12
    Окружающая среда была чрезвычайно суровой,
  • 1:12 - 1:13
    не было цветущих растений,
  • 1:13 - 1:16
    а это значит, что травы тоже не было.
  • 1:16 - 1:20
    Представьте ландшафт, заполненный
    только соснами и папоротниками.
  • 1:21 - 1:24
    В то же время были маленькие ящерицы,
  • 1:24 - 1:26
    млекопитающие, насекомые,
  • 1:26 - 1:31
    а также плотоядные и травоядные рептилии —
  • 1:31 - 1:33
    и все они конкурировали
    за одни и те же ресурсы.
  • 1:33 - 1:35
    Решающим для данной ситуации
  • 1:35 - 1:40
    было то, что, по оценкам, уровень
    кислорода был всего 15%
  • 1:40 - 1:43
    в сравнении с сегодняшними 21%.
  • 1:43 - 1:47
    Так что это могло быть решающим фактором,
    позволившим динозаврам дышать
  • 1:47 - 1:48
    в этой низкокислородной среде,
  • 1:48 - 1:50
    а также не только выжить,
  • 1:50 - 1:53
    но и процветать и развиваться.
  • 1:54 - 1:58
    Так как же мы узнаем,
    какими были лёгкие динозавров,
  • 1:58 - 2:03
    ведь всё, что осталось от динозавра,
    это его окаменелый скелет?
  • 2:03 - 2:06
    Метод, который мы используем,
  • 2:06 - 2:09
    называется «филогенетический брекетинг
    уцелевших видов».
  • 2:09 - 2:13
    Это мудрёный способ сказать,
    что мы изучаем анатомию,
  • 2:13 - 2:17
    а именно лёгкие и скелет,
  • 2:17 - 2:21
    по живым потомкам динозавров
    на эволюционном древе.
  • 2:21 - 2:24
    Например, мы посмотрим на анатомию птиц —
  • 2:24 - 2:27
    прямых потомков динозавров,
  • 2:27 - 2:29
    посмотрим на анатомию крокодилов,
  • 2:29 - 2:31
    их ближайших живых родственников,
  • 2:31 - 2:34
    посмотрим на анатомию ящериц и черепах,
  • 2:34 - 2:37
    которых мы можем считать
    их двоюродными братьями.
  • 2:37 - 2:41
    И когда мы применяем эти
    анатомические данные к окаменелостям,
  • 2:41 - 2:44
    мы можем использовать их
    для реконструкции лёгких динозавров.
  • 2:44 - 2:46
    И в этом конкретном случае
  • 2:46 - 2:51
    скелеты динозавров имеют наибольшее
    сходство со скелетами современных птиц.
  • 2:52 - 2:56
    Поскольку динозавры соперничали с ранними
    млекопитающими в этот период времени,
  • 2:56 - 3:00
    важно понимать базовое строение
    лёгкого млекопитающего.
  • 3:01 - 3:03
    Чтобы напомнить вам о строении лёгких,
  • 3:03 - 3:06
    я возьму в качестве модели
  • 3:06 - 3:08
    свою собаку Милу Троянскую,
  • 3:08 - 3:10
    которая съела тысячу лакомств.
  • 3:10 - 3:11
    (Смех)
  • 3:11 - 3:15
    Всё происходит внутри грудной полости.
  • 3:15 - 3:18
    Я хочу, чтобы вы представили себе
    грудную клетку собаки.
  • 3:18 - 3:20
    Представьте позвоночный столб,
  • 3:20 - 3:24
    полностью параллельный земле.
  • 3:24 - 3:26
    Этот позвоночный столб
  • 3:26 - 3:29
    есть у всех животных,
    о которых я буду говорить,
  • 3:29 - 3:30
    и не важно, ходили они на двух
  • 3:30 - 3:31
    или четырёх ногах.
  • 3:32 - 3:36
    Сейчас я хочу, чтобы вы представили
    грудную клетку изнутри и посмотрели вверх.
  • 3:37 - 3:39
    Это наш грудной потолок.
  • 3:39 - 3:43
    Здесь верхняя поверхность
    лёгких прямо контактирует
  • 3:43 - 3:46
    с рёбрами и позвонками.
  • 3:46 - 3:50
    Это то место, где будет
    проходить наша история.
  • 3:50 - 3:53
    А сейчас представьте лёгкие собаки.
  • 3:53 - 3:57
    Снаружи они похожи
    на гигантский надувной мешок,
  • 3:57 - 4:00
    где все его части расширяются при вдохе
  • 4:00 - 4:03
    и сжимаются при выдохе.
  • 4:03 - 4:06
    Внутри мешка есть серия
    разветвлённых трубок,
  • 4:06 - 4:08
    которые называются бронхиальным деревом.
  • 4:09 - 4:15
    Эти трубки в итоге доставляют
    вдыхаемый кислород к альвеолам.
  • 4:15 - 4:20
    Он поступает через тонкую мембрану
    в кровоток благодаря диффузии.
  • 4:21 - 4:23
    Сейчас очень важный момент.
  • 4:23 - 4:27
    Всё лёгкое млекопитающего подвижно.
  • 4:27 - 4:32
    Это значит, что оно движется в течение
    всего дыхательного процесса,
  • 4:32 - 4:35
    то есть эта тонкая мембрана,
    этот аэрогематический барьер,
  • 4:35 - 4:38
    не может быть слишком тонким,
    иначе он порвётся.
  • 4:38 - 4:41
    Запомните этот аэрогематический барьер,
    потому что мы ещё к нему вернёмся.
  • 4:42 - 4:43
    Вы ещё со мной?
  • 4:43 - 4:46
    А теперь речь пойдёт о птицах,
    и это сводит с ума,
  • 4:46 - 4:47
    так что держитесь.
  • 4:47 - 4:49
    (Смех)
  • 4:50 - 4:53
    Птицы — полная
    противоположность млекопитающим.
  • 4:53 - 4:56
    Я буду использовать птиц в качестве модели
  • 4:56 - 4:58
    для реконструкции лёгких динозавров.
  • 4:58 - 5:00
    У птиц
  • 5:00 - 5:04
    воздух проходит через лёгкое,
    но оно не расширяется и не сжимается.
  • 5:05 - 5:07
    Лёгкое птицы неподвижно
  • 5:07 - 5:09
    и имеет текстуру плотной губки,
  • 5:09 - 5:14
    оно не гибкое и зафиксировано
    сверху и по бокам грудной клеткой,
  • 5:14 - 5:17
    а снизу — горизонтальной мембраной.
  • 5:18 - 5:21
    Оно вентилируется в одном направлении
  • 5:21 - 5:25
    с помощью нескольких гибких,
    мешкообразных структур —
  • 5:25 - 5:28
    это ветвь бронхиального дерева
  • 5:28 - 5:30
    за пределами самого лёгкого —
  • 5:30 - 5:32
    и называются они воздушными мешками.
  • 5:32 - 5:38
    Вся эта очень деликатная
    конструкция зажата
  • 5:38 - 5:41
    раздвоенными рёбрами
  • 5:41 - 5:44
    вдоль всего грудного потолка.
  • 5:44 - 5:47
    Также у многих видов птиц
  • 5:47 - 5:49
    расширения зарождаются в лёгких
  • 5:49 - 5:51
    и в воздушных мешках,
  • 5:51 - 5:53
    они проникают в скелетные ткани,
  • 5:53 - 5:56
    обычно в позвонки, иногда рёбра,
  • 5:56 - 5:59
    и замыкают дыхательную систему.
  • 5:59 - 6:02
    Это называется
    «позвоночная пневматизация».
  • 6:02 - 6:06
    Раздвоенные рёбра
    и позвоночная пневматизация —
  • 6:06 - 6:09
    это две подсказки, за которыми
    мы можем охотиться в окаменелостях,
  • 6:09 - 6:12
    потому что эти два элемента скелета
  • 6:12 - 6:17
    будут указывать, что участки
    дыхательной системы динозавров
  • 6:17 - 6:18
    обездвижены.
  • 6:21 - 6:24
    Такое закрепление дыхательной системы
  • 6:24 - 6:28
    облегчило эволюцию
    аэрогематического барьера,
  • 6:28 - 6:34
    той тонкой мембраны, через которую
    кислород проникал в кровоток.
  • 6:35 - 6:41
    Этому способствует неподвижность,
    так как тонкий барьер — слабый барьер,
  • 6:41 - 6:45
    а слабый барьер разорвётся,
    если будет активно вентилироваться,
  • 6:45 - 6:47
    как лёгкое млекопитающего.
  • 6:48 - 6:50
    Почему это так важно?
  • 6:50 - 6:51
    Почему это вообще имеет значение?
  • 6:52 - 6:56
    Кислород легче проникает
    через тонкую мембрану,
  • 6:58 - 7:04
    и тонкая мембрана является
    одним из путей усиления дыхания
  • 7:04 - 7:06
    в условиях низкого уровня
    содержания кислорода —
  • 7:06 - 7:11
    такого, как в триасовый период.
  • 7:11 - 7:16
    Если динозавры действительно
    обладали бы этим типом лёгких,
  • 7:16 - 7:20
    они были бы лучше приспособлены
    к дыханию, чем все прочие животные,
  • 7:20 - 7:22
    включая млекопитающих.
  • 7:23 - 7:26
    Вы помните метод
    филогенетического брекетинга:
  • 7:26 - 7:29
    когда мы берём анатомию
    современных животных
  • 7:29 - 7:32
    и применяем её к окаменелостям?
  • 7:32 - 7:37
    Подсказкой номер один были
    раздвоенные рёбра современных птиц.
  • 7:37 - 7:41
    Да, мы находим их у подавляющего
    большинства динозавров.
  • 7:42 - 7:47
    И это значит, что верхняя поверхность
    лёгких динозавров
  • 7:47 - 7:49
    должна была быть неподвижна,
  • 7:49 - 7:52
    как у современных птиц.
  • 7:52 - 7:55
    Подсказка номер два —
    позвоночная пневматизация.
  • 7:55 - 8:00
    Мы находим её у зауроподовых
    и тероподовых динозавров,
  • 8:00 - 8:04
    которые относились
    к группе хищных динозавров
  • 8:04 - 8:06
    и стали прародителями современных птиц.
  • 8:06 - 8:12
    И пока мы не находим доказательства
    окаменелой лёгочной ткани у динозавров,
  • 8:12 - 8:16
    позвоночная пневматизация даёт нам
    доказательство того, как лёгкое
  • 8:16 - 8:19
    функционировало в течение
    жизни этих животных.
  • 8:19 - 8:25
    Лёгочная ткань или ткань лёгочного
    мешка проникала в позвонки,
  • 8:25 - 8:27
    опустошала их как у современных птиц
  • 8:27 - 8:31
    и фиксировала участки дыхательной системы,
  • 8:31 - 8:33
    обездвиживая их.
  • 8:34 - 8:36
    Раздвоенные рёбра
  • 8:36 - 8:39
    и позвоночная пневматизация
  • 8:39 - 8:44
    создавали неподвижный жёсткий каркас,
  • 8:44 - 8:47
    который фиксировал
    дыхательную систему и позволил
  • 8:47 - 8:50
    развиться этому сверхтонкому,
  • 8:50 - 8:53
    суперделикатному
    аэрогематическому барьеру,
  • 8:53 - 8:55
    который мы видим сегодня
    у современных птиц.
  • 8:55 - 8:59
    Свидетельством этого
    является лёгкое динозавров,
  • 8:59 - 9:02
    и это означает, что они
    смогли сформировать лёгкое,
  • 9:02 - 9:04
    чтобы дышать в гипоксической,
  • 9:04 - 9:09
    или с низким уровнем кислорода,
    атмосфере триасового периода.
  • 9:10 - 9:15
    Жёсткий скелет у динозавров дал им
    значительное адаптивное преимущество
  • 9:15 - 9:21
    над другими животными,
    особенно над млекопитающими,
  • 9:21 - 9:23
    чьё подвижное лёгкое
    не смогло адаптироваться
  • 9:23 - 9:27
    в гипоксической, с низким уровнем
    кислорода атмосфере триасового периода.
  • 9:28 - 9:33
    Эта анатомия могла быть
    секретным оружием динозавров,
  • 9:33 - 9:36
    давшим им преимущество
    над другими животными.
  • 9:36 - 9:39
    А нам она даёт прекрасную
    стартовую площадку
  • 9:39 - 9:44
    для начала проверки гипотез о появлении
    такого разнообразия динозавров.
  • 9:44 - 9:48
    Это история о начале эры динозавров,
  • 9:48 - 9:52
    и это только начало истории
    о наших изысканиях в этой области.
  • 9:53 - 9:54
    Спасибо.
  • 9:54 - 9:57
    (Аплодисменты)
Title:
Секретное оружие, которое позволило динозаврам захватить планету
Speaker:
Эмма Шахнер
Description:

Мы все слышали теории о том, как динозавры вымерли. Но почему они так долго доминировали на Земле? (Подсказка: это не имеет отношения к их размеру, скорости, шипам или фантастическим перьям.) Отправьтесь в прошлое, в момент за 200 миллионов лет до их исчезновения, вместе с палеонтологом Эммой Шахнер, чтобы узнать кое-что новое об истории динозавров.

more » « less
Video Language:
English
Team:
TED
Project:
TEDTalks
Duration:
10:12

Russian subtitles

Revisions