Já todos ouvimos falar da forma como os dinossauros morreram.
A história que vos vou contar
aconteceu mais de 200 milhões de anos antes da extinção dos dinossauros.
Esta história começa mesmo no início,
quando apareceram os primeiros dinossauros.
Um dos maiores mistérios na biologia evolutiva
é por que razão os dinossauros tiveram tanto êxito.
O que é que levou ao seu domínio durante tantos anos?
Quando as pessoas pensam porque é que os dinossauros eram tão fantásticos,
normalmente pensam no dinossauro maior ou no mais pequeno,
ou naquele que era mais rápido,
ou naquele que tinha mais penas,
uma armadura, espinhos ou dentes mais ridículos.
Mas a resposta talvez tenha a ver com a sua anatomia interior
— uma arma secreta, por assim dizer.
Os meus colegas e eu pensamos que se tratou dos pulmões.
Eu sou paleontóloga e anatomista comparativa
e interesso-me por perceber
como o pulmão especializado ajudou os dinossauros a dominar o planeta.
Vamos recuar mais de 200 milhões de anos
até ao período Triássico.
O ambiente era extremamente rigoroso,
não havia plantas com flores,
ou seja, não havia ervas.
Imaginem uma paisagem cheia de pinheiros e fetos.
Simultaneamente, havia pequenos lagartos,
mamíferos, insetos,
e também havia répteis carnívoros e herbívoros
— todos em competição pelos mesmos recursos.
Algo fundamental para esta história
é que estimamos que os níveis de oxigénio eram muito baixos, 15%
em comparação com os 21% atuais.
Portanto, era essencial que os dinossauros pudessem respirar
neste ambiente de baixo oxigénio
não só para sobreviverem
mas para prosperarem e se diversificarem.
Então, como é que sabemos como eram os pulmões dos dinossauros,
se tudo o que resta de um dinossauro é geralmente o seu esqueleto fossilizado?
O método que usamos chama-se "agrupamento filogenético existente."
É uma forma sofisticada de dizer que estudamos a anatomia
— especificamente, neste caso, os pulmões e o esqueleto —
dos descendentes vivos dos dinossauros, na árvore da evolução.
Portanto, observámos a anatomia das aves
que são os descendentes diretos dos dinossauros,
observámos a anatomia dos crocodilos,
que são os parentes vivos mais próximos
e depois observámos a anatomia de lagartos e tartarugas,
que podemos considerar como seus primos.
Depois, aplicámos esses dados anatómicos ao registo fóssil
e usámos isso para reconstruir os pulmões dos dinossauros.
Neste caso específico,
o esqueleto dos dinossauros é muito parecido com o das aves modernas.
Assim, como os dinossauros competiam com os primeiros mamíferos,
neste período de tempo,
é importante compreender o modelo básico do pulmão dos mamíferos.
Para vos apresentar os pulmões, de forma geral,
vamos usar o meu cão Mila de Troia,
um rosto que lançou milhares de petiscos,
como nosso modelo.
(Risos)
Esta história ocorre no interior da cavidade torácica.
Visualizem a caixa torácica de um cão.
Vejam como a coluna vertebral
está perfeitamente horizontal em relação ao solo.
É assim que a coluna vertebral vai ser
em todos os animais de que vamos falar,
quer andem sobre duas ou sobre quatro patas.
Agora, entrem na caixa torácica imaginária e olhem para cima.
Este é o teto da nossa caixa torácica.
É aqui que a superfície superior dos pulmões entra em contacto direto
com as costelas e as vértebras.
Esta interface é onde a nossa história tem lugar.
Tentem visualizar os pulmões de um cão.
Por fora, parecem um saco gigante insuflável,
em que todas as partes do saco se expandem durante a inspiração
e se contraem durante a expiração.
No interior do saco, há uma série de tubos ramificados,
e esses tubos chamam-se árvore branquial.
Esses tubos fornecem o oxigénio inalado aos alvéolos.
Atravessam uma delgada membrana para a corrente sanguínea, por difusão.
Agora, esta parte é fundamental.
Todo o pulmão do mamífero é móvel.
Ou seja, move-se durante todo o processo respiratório,
de modo que a delgada membrana, a barreira sangue-ar,
não pode ser demasiado delgada, senão rompe-se.
Lembrem-se desta barreira sangue-ar, porque vamos voltar a falar nela.
Continuam a acompanhar-me?
Porque vamos passar para as aves e é uma loucura,
por isso, segurem-se.
(Risos)
A ave é totalmente diferente do mamífero.
Vamos usar as aves como modelo
para reconstruir os pulmões dos dinossauros.
Nas aves,
o ar passa pelos pulmões, mas o pulmão não se expande nem se contrai.
O pulmão está imobilizado,
tem a textura duma esponja densa
e é rígido e está bloqueado por cima e pelos lados pela caixa torácica
e em baixo, por uma membrana horizontal.
Assim, é ventilado unidirecionalmente
por uma série de estruturas flexíveis, semelhantes a sacos,
que se ramificam fora da árvore branquial,
para lá do próprio pulmão
e que se chamam sacos aéreos.
Toda esta estrutura extremamente delicada
é mantida no seu lugar por uma série de costelas bifurcadas,
ao longo do teto torácico.
Em muitas espécies de aves,
também há extensões a partir do pulmão
e dos sacos aéreos,
que invadem os tecidos do esqueleto
— normalmente, as vértebras, por vezes as costelas —
e que mantêm no seu lugar o sistema respiratório.
A Isto chama-se "pneumaticidade vertebral".
As costelas bifurcadas e a pneumaticidade vertebral
são duas pistas que podemos seguir no registo fóssil,
porque estas duas características do esqueleto
indicam quais as regiões do sistema respiratório dos dinossauros
que estão imobilizadas.
Esta estabilização do sistema respiratório
facilitou a evolução do adelgaçamento da barreira sangue-ar,
aquela membrana delgada através da qual o oxigénio passa para a corrente sanguínea.
A imobilidade permite isso porque uma barreira delgada é uma barreira frágil,
e a barreira frágil romper-se-ia se fosse ventilada ativamente
como num pulmão de mamífero.
Então, porque é que nos preocupamos com isto?
Porque é que isto é importante?
O oxigénio difunde-se mais facilmente através duma membrana delgada
e uma membrana delgada é uma forma de reforçar a respiração
em situações de baixo oxigénio
— situações de baixo oxigénio como as do período Triássico.
Assim, se os dinossauros tinham este tipo de pulmão,
estariam mais bem equipados para respirar do que os outros animais,
incluindo os mamíferos.
Lembram-se do método "agrupamento filogenético existente"
em que agarramos na anatomia dos animais modernos
e a aplicamos ao registo fóssil?
A pista número um foram as costelas bifurcadas das aves modernas.
Encontramos isso praticamente na maioria dos dinossauros.
Isso significa que a superfície superior dos pulmões dos dinossauros
seria mantida no seu lugar,
tal como os das aves modernas.
A pista número dois são as vértebras pneumáticas.
Encontramo-las nos dinossauros saurópodes e nos dinossauros terópodes
que são o grupo que contém os dinossauros predatórios
e deram origem às aves modernas.
Embora não encontremos provas
de tecido de pulmão fossilizado nos dinossauros,
as vértebras pneumáticas demonstram o que o pulmão estava a fazer
durante a vida desses animais.
O tecido do pulmão ou o tecido do saco aéreo
estava a invadir as vértebras,
a torná-las ocas, tal como numa ave moderna
e a manter no seu lugar regiões do sistema respiratório,
imobilizando-as.
As costelas bifurcadas
e as vértebras pneumáticas, em conjunto,
estavam a criar uma estrutura imobilizada, rígida
que mantinha no seu lugar o sistema respiratório
e que permitiu a evolução daquela barreira sangue-ar,
muito delgada e muito delicada
que vemos hoje nas aves modernas.
Provas deste pulmão espartilhado nos dinossauros
significam que eles tiveram a capacidade de evoluir um pulmão
que conseguia respirar
numa atmosfera hipóxica, de baixo oxigénio, do período Triássico.
Esta estrutura rígida do esqueleto nos dinossauros ter-lhes-ia dado
uma vantagem significativa de adaptação sobre os outros animais,
em especial, os mamíferos,
cujo pulmão flexível não se adaptava
à atmosfera hipóxica, de baixo oxigénio, do Triássico.
Esta anatomia pode ter sido a arma secreta dos dinossauros
que lhes deu essa vantagem sobre os outros animais.
Isso dá-nos uma excelente base
para começar a testar as hipóteses da diversificação dos dinossauros.
Esta é a história do início dos dinossauros
e é o início da história da nossa investigação deste tema.
Obrigada.
(Aplausos)