Historia rozwoju naszej planety jest badana przez prawie wszystkie nauki i każda ma swoją własną metodę. Paleontologiczny na przykład odnosi się do nauki, która bada dawno minione epoki geologiczne, ich świat organiczny i wzorce zachodzące podczas jego rozwoju. Wszystko to jest ściśle związane z badaniem zachowanych śladów dawnych zwierząt, roślin, ich żywotnej aktywności w skamieniałościach. Jednak każda nauka ma daleką od jednej metody badania Ziemi, najczęściej istnieją jako zestaw metod, a nauka paleontologia nie jest wyjątkiem.
Nauka
Aby lepiej poruszać się po terminologii, przed zapoznaniem się z metodą paleontologiczną, konieczne jest przetłumaczenie złożonej nazwy tej nauki z języka greckiego. Składa się z trzech słów: palaios, ontos i logos - "starożytny", "istniejący" i "nauczający". W rezultacie okazuje się, że nauka paleontologiiprzywraca, wyjaśnia, bada warunki, w jakich żyły dawno wymarłe rośliny i zwierzęta, bada, jak kształtowały się relacje ekologiczne między organizmami, a także relacje między organizmami istniejącymi a środowiskiem abiotycznym (to ostatnie nazywa się ekogenezą). Paleontologiczna metoda badania dróg rozwoju planety dotyczy dwóch działów tej nauki: paleobotaniki i paleozoologii.
Ten ostatni bada geologiczną przeszłość Ziemi poprzez świat zwierząt, który istniał w tamtych epokach i dzieli się z kolei na paleozoologię kręgowców i paleozoologię bezkręgowców. Teraz dodano tu również nowe nowoczesne działy: paleobiogeografia, tafonomia i paleoekologia. We wszystkich stosowana jest paleontologiczna metoda badania Ziemi. Paleoekologia to dział zajmujący się badaniem siedliska i warunków w nim panujących ze wszystkimi powiązaniami organizmów z odległej geologicznej przeszłości, ich zmianami w toku rozwoju historycznego pod presją okoliczności. Taphonomy bada stan kopalny organizmów we wzorach ich pochówku po śmierci, a także warunki ich zachowania. Paleobiografia (lub paleobiogeografia) pokazuje rozmieszczenie niektórych organizmów w historii ich geologicznej przeszłości. Okazuje się zatem, że metoda paleontologiczna to badanie procesu przejścia szczątków roślin i zwierząt w stan kopalny.
Kroki
Zachowanie organizmów kopalnych w skałach osadowych w tym procesie obejmuje trzy etapy. Po pierwsze, gdy gromadzą się pozostałości organicznew wyniku śmierci organizmów, ich rozkładu i zniszczenia szkieletu i tkanek miękkich pod wpływem tlenu i bakterii. Miejsca rozbiórki gromadzą ten materiał w postaci zbiorowisk martwych organizmów i nazywa się je tanatocenozami. Drugim etapem ochrony organizmów kopalnych jest pochówek. Niemal zawsze powstają warunki, w których tanatocenoza pokryta jest osadem, co ogranicza dostęp tlenu, ale proces niszczenia organizmów trwa nadal, ponieważ bakterie beztlenowe są nadal aktywne.
Wszystko zależy od tempa zakopywania szczątków, czasami sedymentacja przebiega szybko, a pochówki niewiele się zmieniają. Takie pochówki nazywane są tafocenozą, a metoda paleontologiczna bada to ze znacznie większym skutkiem. Trzecim etapem ochrony organizmów kopalnych jest fosylizacja, czyli proces przekształcania luźnych osadów w lite skały, w których szczątki organiczne jednocześnie zamieniają się w skamieniałości. Dzieje się to pod wpływem różnych czynników chemicznych, które badają metodę paleontologiczną w geologii: procesy petryfikacji, rekrystalizacji i mineralizacji. A tutejszy kompleks organizmów kopalnych nazywa się oryktocenozą.
Określanie wieku skał
Metoda paleontologiczna pozwala określić wiek skał poprzez badanie skamieniałości szczątków zwierząt morskich, które zostały zachowane w procesie petryfikacji i mineralizacji. Oczywiście nie można obejść się bez klasyfikacji typów starożytnych organizmów. Istnieje, a przy jego pomocy badane są prehistoryczne organizmy znalezione w górotworze. Badanie odbywa sięPrześledzono następujące zasady: ewolucyjny charakter rozwoju świata organicznego, stopniową zmianę w czasie nie powtarzających się kompleksów martwych organizmów oraz nieodwracalność ewolucji całego świata organicznego. Wszystko, co można zbadać metodami paleontologicznymi, dotyczy tylko dawno minionych epok geologicznych.
Przy ustalaniu wzorców należy kierować się najważniejszymi przepisami, które przewidują stosowanie takich metod. Po pierwsze, w formacjach osadowych w każdym kompleksie są nieodłączne tylko dla niego organizmy kopalne, jest to najbardziej charakterystyczna cecha. Metody badań paleontologicznych pozwalają na określenie warstw skalnych o tym samym wieku, ponieważ zawierają one podobne lub identyczne organizmy kopalne. To jest druga cecha. Po trzecie, pionowy przekrój skał osadowych jest absolutnie taki sam na wszystkich kontynentach! Zawsze postępuje w tej samej kolejności w sukcesji organizmów kopalnych.
Przewodnik po skamieniałościach
Metody badań paleontologicznych obejmują metodę naprowadzania skamieniałości, która służy również do określania wieku geologicznego skał. Wymagania dotyczące przewodnictwa skamieniałości są następujące: szybka ewolucja (do trzydziestu milionów lat), rozmieszczenie pionowe jest niewielkie, a rozmieszczenie poziome jest szerokie, częste i dobrze zachowane. Na przykład mogą to być blaszkowate, belemnity, amonity, brachionody, koralowce, archeocyjaty itp.podobny. Jednak zdecydowana większość skamieniałości nie jest ściśle ograniczona do określonego horyzontu i dlatego nie można ich znaleźć we wszystkich sekcjach. Ponadto ten kompleks skamieniałości można znaleźć w dowolnych innych przedziałach tego samego odcinka. Dlatego w takich przypadkach stosuje się jeszcze ciekawszą paleontologiczną metodę badania ewolucji. Jest to metoda prowadzenia zestawów formularzy.
Formularze mają zupełnie inne znaczenie, dlatego też istnieje dla nich podział. Są to formy kontrolujące (lub charakterystyczne), które albo istniały przed badanym czasem w danym momencie i znikają w nim, albo istnieją tylko w nim, albo populacja rozkwitała w danym czasie, a zniknięcie nastąpiło zaraz po nim. Istnieją również formy kolonialne, które pojawiają się pod koniec badanego czasu, a po ich pojawieniu się możliwe jest ustalenie granicy stratygraficznej. Trzecie formy są reliktowe, to znaczy zachowane, są charakterystyczne dla poprzedniego okresu, następnie, gdy nadchodzi czas badań, pojawiają się coraz mniej i szybko znikają. A formy nawracające są najbardziej opłacalne, ponieważ ich rozwój w niesprzyjających momentach zanika, a gdy zmieniają się okoliczności, ich populacje ponownie rozkwitają.
Metoda paleontologiczna w biologii
Biologia ewolucyjna wykorzystuje dość szeroką gamę metod z nauk pokrewnych. Najbogatsze doświadczenie zgromadzono w paleontologii, morfologii, genetyce, biogeografii, taksonomii i innych dyscyplinach. Stał się podstawą, zza pomocą którego stało się możliwe przekształcenie metafizycznych pomysłów o rozwoju organizmów w najbardziej naukowy fakt. Szczególnie przydatne okazały się metody biologii ogólnej. Na przykład paleontologia jest uwzględniana we wszystkich badaniach nad ewolucją i ma zastosowanie do badania prawie wszystkich procesów ewolucyjnych. Najwięcej informacji zawiera zastosowanie tych metod na temat stanu biosfery, można prześledzić wszystkie etapy rozwoju świata organicznego do naszych czasów poprzez sekwencje przemian fauny i flory. Do najważniejszych faktów należą również zidentyfikowane kopalne formy pośrednie, odtworzenie serii filogenetycznych, odkrycie sekwencji w wyglądzie form kopalnych.
Paleontologiczna metoda studiowania biologii nie jest sama. Są dwa z nich i oba zajmują się ewolucją. Metoda filogenetyczna opiera się na zasadzie ustalania pokrewieństwa między organizmami (na przykład filogeneza to historyczny rozwój danej formy, który jest śledzony przez przodków). Druga metoda to biogenetyczna, gdzie bada się ontogenezę, czyli indywidualny rozwój danego organizmu. Metodę tę można również nazwać porównawczo-embriologiczną lub porównawczo-anatomiczną, gdy wszystkie etapy rozwoju badanego osobnika są śledzone od pojawienia się zarodka do stanu dorosłego. Jest to metoda paleontologiczna w biologii, która pomaga ustalić pojawienie się znaków względnych i śledzić ich rozwój, zastosować informacje otrzymane do biostratygrafii - gatunek, rodzaj, rodzina, porządek, klasa, typ, królestwo. Definicja brzmi tak: metoda, która określa związek starożytnych organizmów znalezionych w skorupie ziemskiej z różnymiwarstwy geologiczne, - paleontologiczne.
Wyniki badań
Długie badania szczątków dawno wymarłych organizmów pokazują, że najniżej zorganizowane, to znaczy prymitywne formy roślin i zwierząt, znajdują się w najbardziej odległych warstwach skał, najstarszych. A te wysoko zorganizowane, wręcz przeciwnie, są bliższe, w młodszych depozytach. I nie wszystkie skamieniałości mają jednakowe znaczenie dla ustalenia ich wieku, ponieważ świat organiczny zmienił się bardzo nierównomiernie. Niektóre gatunki zwierząt i roślin istniały bardzo długo, inne wymarły niemal natychmiast. Jeśli szczątki organizmów znajdują się w wielu warstwach i rozciągają się daleko wzdłuż pionu w przekroju, na przykład od kambru do współczesności, to organizmy te należy nazwać długowiecznymi.
Przy udziale długowiecznych skamieniałości nawet metoda paleontologiczna w biologii nie pomoże w ustaleniu dokładnego wieku ich istnienia. Są przewodnikami, jak już wyjaśniono powyżej, i dlatego znajdują się w bardzo różnych i często bardzo odległych od siebie miejscach, to znaczy ich rozmieszczenie geograficzne jest bardzo szerokie. Ponadto nie są to rzadkie znaleziska, zawsze jest ich bardzo dużo. Jednak to skamieniałości, rozproszone w różnych warstwach skalnych, ułatwiły ustalenie kolejności zmian w formach wiodących metodami biologii ogólnej. Metoda paleontologiczna jest niezbędna w badaniu pradawnych organizmów ukrytych przez czas pod grubością skał osadowych.
Trochę historii
Porównanie różnychwarstw skał i badanie zawartych w nich skamieniałości w celu określenia ich względnego wieku – to metoda paleontologiczna zaproponowana w XVIII wieku przez angielskiego uczonego W. Smitha. Napisał pierwsze prace naukowe z tej dziedziny nauki, że warstwy skamieniałości są identyczne. Były one sukcesywnie osadzane warstwami na dnie oceanu, a każda warstwa zawierała szczątki martwych organizmów, które istniały właśnie w momencie powstania tej warstwy. Dlatego każda warstwa zawiera tylko własne skamieniałości, na podstawie których można określić czas powstawania skał na różnych obszarach.
Stadia stanu życia w jego rozwoju są porównywane metodą paleontologiczną, a czas trwania wydarzeń jest ustalany bardzo względnie, ale ich kolejność, jak również kolejność historii geologicznej na wszystkich jej etapach, może być śledzone niezawodnie. Dlatego poznanie historii rozwoju pewnego odcinka skorupy ziemskiej następuje poprzez ustalenie i odtworzenie sekwencji zmian zdarzeń geologicznych, całą drogę można prześledzić od najstarszych skał do najmłodszych. W ten sposób wyjaśniane są przyczyny zmian, które doprowadziły do nowoczesnego wyglądu życia na planecie.
W geologii
Metody paleontologiczne w geologii zostały po raz pierwszy zaproponowane znacznie wcześniej. Dokonał tego Duńczyk N. Steno w połowie XVII wieku. Co więcej, udało mu się całkiem poprawnie przedstawić proces powstawania osadów materii w wodzie, a co za tym idziewyciągnął dwa główne wnioski. Po pierwsze, każda warstwa jest koniecznie ograniczona równoległymi powierzchniami, które pierwotnie znajdowały się poziomo, a po drugie każda warstwa musi mieć bardzo znaczny zasięg poziomy, a zatem zajmować bardzo duży obszar. Oznacza to, że jeśli obserwujemy występowanie warstw pod skosem, to możemy być pewni, że zaistnienie tego wystąpienia było wynikiem kolejnych procesów. Naukowiec przeprowadził badania geologiczne w Toskanii (Włochy) i absolutnie poprawnie określił względny wiek zjawisk poprzez wzajemne położenie skał.
Angielski inżynier W. Smith obserwował wykopywanie kanału sto lat później i nie mógł nie zwrócić uwagi na sąsiednie warstwy skalne. Wszystkie zawierały podobne skamieniałe szczątki materii organicznej. Ale opisał odległe od siebie warstwy jako ostro różniące się składem. Praca Smitha zainteresowała francuskich geologów Brongniarda i Cuviera, którzy zastosowali zaproponowaną metodę paleontologiczną iw 1807 uzupełnili opis mineralogiczny mapą geograficzną całego Basenu Paryskiego. Na mapie widniało oznaczenie rozmieszczenia warstw wraz ze wskazaniem wieku. Trudno przecenić wagę tych wszystkich badań, są one bezcenne, skoro zarówno nauki ścisłe, jak i geologia i biologia zaczęły się na tej podstawie wyjątkowo ostro rozwijać.
Teoria Darwina
Założyciele paleontologicznej metody określania wieku skał przez ich podział dały podstawę do powstania prawdziwie naukowego uzasadnienia, ponieważ na podstawie odkryć Brongniarda, Cuviera, Smitha i Stenorewolucyjne nowe i prawdziwie naukowe uzasadnienie tej metody. Pojawiła się teoria o pochodzeniu gatunków, która dowiodła, że świat organiczny nie jest odrębnymi rozproszonymi ośrodkami życia, które powstawały i wymarły w niektórych okresach geologicznych. Życie na Ziemi ułożyło się zgodnie z tą teorią z niezwykłą przekonywalnością. Nie była przypadkowa w żadnej ze swoich manifestacji. Jakby wielkie (a notabene wyśpiewywane w wielu mitach starożytnych ludów) drzewo życia pokrywało ziemię przestarzałymi (martwymi) gałęziami, a na wysokości kwitnie i wiecznie rośnie - tak ewolucję pokazał Darwin.
Dzięki tej teorii skamieniałości organiczne zyskały szczególne zainteresowanie jako przodkowie i krewni wszystkich współczesnych organizmów. Nie były to już „kamienie ukształtowane” czy „ciekawostki natury” o nietypowych kształtach. Stały się najważniejszymi dokumentami historii, pokazującymi dokładnie, jak rozwijało się życie organiczne na Ziemi. A metoda paleontologiczna zaczęła być stosowana tak szeroko, jak to możliwe. Badany jest cały glob ziemski: skały różnych kontynentów są porównywane w sekcjach, które są jak najdalej od siebie. A wszystkie te badania tylko potwierdzają teorię Darwina.
Formy życia
Udowodniono, że cały organiczny świat, który pojawił się na pierwszych, najwcześniejszych historycznych etapach rozwoju Ziemi, ulegał ciągłym zmianom. Był pod wpływem warunków i sytuacji zewnętrznych, dlatego słabe gatunki wymarły, a silne przystosowały się i poprawiły. Rozwój przebiegał od najbardziejorganizmów prostych, tak zwanych nisko zorganizowanych, do wysoce zorganizowanych, doskonalszych. Proces ewolucyjny jest nieodwracalny i dlatego wszystkie przystosowane organizmy nigdy nie będą w stanie powrócić do swojego pierwszego stanu, nowe znaki, które się pojawiły, nigdzie nie znikną. Dlatego nigdy nie zobaczymy istnienia organizmów, które zniknęły z powierzchni ziemi. I tylko metodą paleontologiczną możemy badać ich szczątki w masywach skalnych.
Jednakże nie wszystkie problemy z określaniem wieku warstw zostały rozwiązane. Identyczne skamieniałości zamknięte w różnych warstwach skał nie zawsze mogą gwarantować ten sam wiek tych warstw. Faktem jest, że wiele roślin i zwierząt miało tak doskonałą zdolność do przystosowania się do warunków środowiskowych, że wiele milionów lat ich historii geologicznej przeżyło bez żadnych znaczących zmian, a zatem ich szczątki można znaleźć w prawie wszystkich osadach wiekowych. Ale inne organizmy ewoluowały z ogromną prędkością i to one mogą określić naukowcom wiek skały, w której zostały znalezione.
Proces zmian w czasie gatunków fauny nie może nastąpić natychmiast. A nowe gatunki nie pojawiają się jednocześnie w różnych miejscach, osiedlają się w różnym tempie, a także nie wymierają w tym samym czasie. Gatunki reliktowe można dziś znaleźć w faunie Australii. Kangury i wiele innych torbaczy, na przykład na innych kontynentach, już dawno wymarło. Ale paleontologiczna metoda badania skał wciąż pomaga naukowcom zbliżyć się do prawdy.
