Историята на развитието на нашата планета се изучава от почти всички науки и всяка има свой собствен метод. Палеонтологията, например, се отнася до науката, която изучава отдавна отминали геоложки епохи, техния органичен свят и моделите, които възникват по време на неговото развитие. Всичко това е тясно свързано с изследването на запазените следи от древни животни, растения, тяхната жизнена дейност във вкаменелости. Всяка наука обаче има далеч от един метод за изучаване на Земята, те най-често съществуват като набор от методи и науката палеонтология не е изключение.
Наука
За да се ориентирате по-добре в терминологията, преди да се запознаете с палеонтологичния метод, е необходимо да преведете сложното име на тази наука от гръцки. Състои се от три думи: palaios, ontos и logos – „древен”, „съществуващ” и „учение”. В резултат на това се оказва, че науката палеонтологиявъзстановява, изяснява, изучава условията, в които са живели отдавна изчезнали растения и животни, изследва как са се развили екологичните взаимоотношения между организмите, както и връзката между съществуващите организми и абиотичната среда (последната се нарича екогенеза). Палеонтологичният метод за изучаване на пътищата на развитие на планетата засяга два раздела на тази наука: палеоботаника и палеозоология.
Последната изучава геоложкото минало на Земята чрез животинския свят, съществувал в тези епохи и от своя страна се разделя на палеозоология на гръбначните животни и палеозоология на безгръбначните. Сега тук са добавени и нови съвременни раздели: палеобиогеография, тафономия и палеоекология. При всички се използва палеонтологичен метод за изследване на Земята. Палеоекологията е раздел, който изучава местообитанието и условията в него с всички взаимоотношения на организмите от далечното геоложко минало, промените им в хода на историческото развитие под натиска на обстоятелствата. Тафономията изследва фосилното състояние на организмите в моделите на тяхното погребение след смъртта, както и условията за тяхното съхраняване. Палеобиографията (или палеобиогеографията) показва разпространението на определени организми в историята на тяхното геоложко минало. Така се оказва, че палеонтологичният метод е изследване на процеса на преминаване на останките от растения и животни във вкаменело състояние.
Стъпки
Опазването на изкопаеми организми в седиментните скали в този процес включва три етапа. Първият е, когато се натрупват органични остатъцив резултат на смъртта на организмите, тяхното разлагане и разрушаване на скелета и меките тъкани от действието на кислород и бактерии. Местата за разрушаване натрупват такъв материал под формата на съобщества от мъртви организми и се наричат танатоценози. Вторият етап в опазването на изкопаемите организми е погребението. Почти винаги се създават условия, при които танатоценозата е покрита със седимент, което ограничава достъпа на кислород, но процесът на унищожаване на организмите продължава, тъй като анаеробните бактерии все още са активни.
Всичко зависи от скоростта на погребване на останките, понякога утаяването се движи бързо и погребенията се променят малко. Такива погребения се наричат тафоценоза и палеонтологичният метод изследва това с много по-голям ефект. Третият етап в опазването на изкопаемите организми е фосилизацията, тоест процесът на превръщане на насипни седименти в твърди скали, при които органичните останки едновременно се превръщат във вкаменелости. Това се случва под въздействието на различни химични фактори, които изучават палеонтологичния метод в геологията: процесите на петрификация, рекристализация и минерализация. А комплексът от изкопаеми организми тук се нарича ориктоценоза.
Определяне на възрастта на скалите
Палеонтологичният метод ви позволява да определите възрастта на скалите чрез изследване на вкаменелостите на останките на морски животни, които са запазени чрез процеса на вкаменяване и минерализация. Разбира се, не може да се направи без класификация на видовете древни организми. Той съществува и с негова помощ се изследват праисторически организми, открити в скалната маса. Проучването се провеждаСледват се следните принципи: еволюционният характер на развитието на органичния свят, постепенното изменение във времето на неповтарящи се комплекси от мъртви организми и необратимостта на еволюцията на целия органичен свят. Всичко, което може да се изследва с помощта на палеонтологични методи, се отнася само до отдавна отминали геоложки епохи.
При определяне на модели е необходимо да се ръководите от най-важните разпоредби, които предвиждат използването на такива методи. Първо, в седиментните образувания във всеки комплекс има изкопаеми организми, присъщи само на него, това е най-характерната особеност. Палеонтологичните методи на изследване позволяват да се определят скални слоеве на една и съща възраст, тъй като те съдържат подобни или идентични изкопаеми организми. Това е втората характеристика. И третото е, че вертикалният разрез на седиментните скали е абсолютно еднакъв на всички континенти! Той винаги следва една и съща последователност в последователността на изкопаемите организми.
Вкаменелости на ръководството
Методите на палеонтологичното изследване включват метода за насочване на вкаменелости, който се използва и за определяне на геоложката възраст на скалите. Изискванията за насочване на вкаменелостите са следните: бърза еволюция (до тридесет милиона години), вертикалното разпространение е малко, а хоризонталното разпространение е широко, често и добре запазено. Например, това може да бъде ламеларно-хрил, белемнити, амонити, брахионоди, корали, археоциати и др.подобен. Въпреки това, по-голямата част от вкаменелостите не са строго ограничени до определен хоризонт и следователно не могат да бъдат намерени във всички участъци. Освен това този комплекс от вкаменелости може да се намери във всякакви други интервали от същия участък. И затова в такива случаи се използва още по-интересен палеонтологичен метод за изследване на еволюцията. Това е методът за насочване на набори от формуляри.
Формите са напълно различни по значение и следователно има и подразделение за тях. Това са контролиращи (или характерни) форми, които или са съществували преди изучаваното време в даден момент и изчезват в него, или съществуват само в него, или населението е процъфтявало в даден момент и изчезването е станало непосредствено след него. Има и колониални форми, които се появяват в края на изследваното време, като по външния им вид е възможно да се установи стратиграфска граница. Третите форми са реликтни, тоест оцелели, те са характерни за предишния период, след това, когато настъпи изучаваното време, се появяват все по-рядко и бързо изчезват. А повтарящите се форми са най-жизнеспособни, тъй като тяхното развитие в неблагоприятни моменти избледнява и когато обстоятелствата се променят, техните популации отново процъфтяват.
Палеонтологичен метод в биологията
Еволюционната биология използва доста голямо разнообразие от методи от сродните науки. Най-богат опит е натрупан в палеонтологията, морфологията, генетиката, биогеографията, таксономията и други дисциплини. Той стана самата база, сс помощта на които стана възможно метафизичните представи за развитието на организмите да се превърнат в най-научен факт. Особено полезни бяха методите на общата биология. Палеонтологията например е включена във всички изследвания на еволюцията и е приложима за изучаването на почти всички еволюционни процеси. Най-голяма информация се съдържа в прилагането на тези методи за състоянието на биосферата, възможно е да се проследят всички етапи от развитието на органичния свят до нашето време чрез последователностите на промяна на фауната и флората. Най-важните факти са също идентифицираните междинни форми на изкопаеми, възстановяването на филогенетичните серии, откриването на последователности при появата на фосилни форми.
Палеонтологичният метод за изучаване на биологията не е единствен. Има две от тях и двете се занимават с еволюцията. Филогенетичният метод се основава на принципа на установяване на родство между организмите (например филогенезата е историческото развитие на дадена форма, което се проследява чрез предците). Вторият метод е биогенетичен, при който се изучава онтогенезата, тоест индивидуалното развитие на даден организъм. Този метод може да се нарече също сравнително-ембриологичен или сравнително-анатомичен, когато всички етапи на развитие на изследвания индивид се проследяват от появата на ембриона до състоянието на възрастен. Именно палеонтологичният метод в биологията помага да се установи появата на относителни признаци и да се проследи тяхното развитие, да се приложи информацията, получена за биостратиграфия – вид, род, семейство, разред, клас, тип, царство. Определението звучи така: метод, който открива връзката на древни организми, открити в земната кора на различнигеоложки слоеве, - палеонтологични.
Резултати от изследването
Дълго проучване на останките на отдавна изчезнали организми показва, че най-ниско организираните, тоест примитивни форми на растения и животни се намират в най-отдалечените слоеве скали, най-древните. А високоорганизираните, напротив, са по-близо, в по-младите находища. И не всички вкаменелости са еднакво значими за установяване на тяхната възраст, тъй като органичният свят се е променил много неравномерно. Някои видове животни и растения са съществували много дълго време, докато други са изчезнали почти веднага. Ако останките от организми се намират в много слоеве и се простират далеч по вертикалата в участъка, например от камбрия до наши дни, тогава тези организми трябва да се нарекат дълголетни.
С участието на дългоживеещи вкаменелости дори палеонтологичният метод в биологията няма да помогне да се установи точната възраст на тяхното съществуване. Те са водещи, както вече беше обяснено по-горе, и затова се срещат на много различни и често много отдалечени места, тоест географското им разпространение е много широко. Освен това те не са рядка находка, винаги има много голям брой. Но именно вкаменелостите, разпределени в различни скални пластове, улесняват установяване на последователността на промените във водещите форми с помощта на методите на общата биология. Палеонтологичният метод е незаменим при изучаването на древни организми, скрити от времето под дебелината на седиментните скали.
Малко история
Сравнение на различнислоеве от скали и изследването на съдържащите се в тях вкаменелости, за да се определи тяхната относителна възраст – това е палеонтологичният метод, предложен през XVIII век от английския учен У. Смит. Той написа първите научни трудове в тази област на науката, че слоевете на вкаменелостите са идентични. Те бяха последователно отложени на слоеве на дъното на океана и всеки слой съдържаше останки от мъртви организми, съществували точно по време на образуването на този слой. Следователно всеки слой съдържа само свои собствени вкаменелости, от които стана възможно да се определи времето на образуване на скали в различни области.
Етапите на състоянието на живота в неговото развитие се сравняват по палеонтологичния метод, а продължителността на събитията е определена много относително, но тяхната последователност, както и последователността на геоложката история на всички нейни етапи, могат бъде проследена надеждно. Следователно познаването на историята на развитието на определен участък от земната кора става чрез установяване и възстановяване на последователността от промени в геоложките събития, целият път може да бъде проследен от най-древните скали до най-младите. Така се изясняват причините за промените, довели до съвременния облик на живота на планетата.
В геологията
Палеонтологичните методи в геологията са предложени за първи път много по-рано. Това е направено от датчанина Н. Стено в средата на ХVІІ век. Освен това той успя доста правилно да представи процеса на образуване на утайки от материя във водата и следователнотой направи два основни извода. Първо, всеки слой задължително е ограничен от успоредни повърхности, които първоначално са били разположени хоризонтално, и второ, всеки слой трябва да има много значителна хоризонтална степен и следователно да заема много голяма площ. Това означава, че ако наблюдаваме появата на слоевете под наклон, тогава можем да сме сигурни, че появата на това явление е резултат от някои последващи процеси. Ученият проведе геоложки проучвания в Тоскана (Италия) и абсолютно правилно определи относителната възраст на проявите по взаимното положение на скалите.
Английският инженер У. Смит наблюдава как каналът се прокопава век по-късно и не можеше да не обърне внимание на съседните скални слоеве. Всички те съдържаха подобни изкопаеми остатъци от органична материя. Но той определи слоевете, които са далеч един от друг, като рязко различни по състав. Работата на Смит заинтересува френските геолози Бронниард и Кювие, които използват предложения палеонтологичен метод и през 1807 г. завършват минералогично описание с географска карта на целия Парижки басейн. На картата имаше обозначение на разпределението на пластовете с посочване на възрастта. Трудно е да се надценява значението на всички тези изследвания, те са безценни, тъй като и науките, и геологията, и биологията започнаха да се развиват изключително рязко на тази основа.
Теорията на Дарвин
Основателите на палеонтологичния метод за определяне на възрастта на скалите чрез тяхното разделяне осигуриха основата за появата на наистина научна обосновка, тъй като въз основа на откритията на Бронниард, Кювие, Смит и Стено,революционно ново и наистина научно обосноваване на този метод. Появи се теория за произхода на видовете, която доказа, че органичният свят не е отделни разпръснати центрове на живот, възникнали и изчезнали в някои геоложки периоди. Животът на Земята се е подредил според тази теория с изключителна убедителност. Тя не беше случайна в нито една от своите прояви. Сякаш голямо (и между другото, възпято в много митове на древните народи) дърво на живота покрива земята с остарели (мъртви) клони, а във височината цъфти и расте завинаги - така е показал еволюцията от Дарвин.
Благодарение на тази теория органичните вкаменелости са придобили специален интерес като предци и роднини на всички съвременни организми. Това вече не бяха „оформени камъни“или „любопитства на природата“с необичайни форми. Те се превърнаха в най-важните документи на историята, показващи как точно се е развил органичният живот на Земята. И палеонтологичният метод започна да се прилага възможно най-широко. Изучава се цялото земно кълбо: скалите от различни континенти се сравняват в разрези, които са възможно най-далече един от друг. И всички тези изследвания само потвърждават теорията на Дарвин.
Lifeforms
Доказано е, че целият органичен свят, възникнал в първите, най-ранните исторически етапи от развитието на Земята, се е променял непрекъснато. То беше повлияно от външни условия и ситуации и затова слабите видове изчезнаха, а силните се адаптираха и усъвършенстваха. Развитието вървеше от най-многопрости, така наречените ниско организирани организми до високо организирани, по-съвършени. Еволюционният процес е необратим и следователно всички адаптирани организми никога няма да могат да се върнат в първото си състояние, новите признаци, които са се появили, няма да изчезнат никъде. Ето защо никога няма да видим съществуването на организми, които са изчезнали от лицето на земята. И само по палеонтологичен метод можем да изследваме техните останки в скалните маси.
Въпреки това, далеч не всички проблеми с определянето на възрастта на слоевете са разрешени. Еднаквите вкаменелости, затворени в различни слоеве скали, не винаги могат да гарантират една и съща възраст на тези слоеве. Факт е, че много растения и животни са имали толкова отлична способност да се адаптират към условията на околната среда, че много милиони години от тяхната геоложка история са живели без никакви значителни промени и следователно техните останки могат да бъдат намерени в почти всички възрастови отлагания. Но други организми са еволюирали с огромна скорост и именно те могат да кажат на учените възрастта на скалата, в която са открити.
Процесът на промяна във времето на видовете фауна не може да настъпи моментално. И новите видове не се появяват едновременно на различни места, те се заселват с различна скорост и също така не умират по едно и също време. Реликтовите видове могат да бъдат намерени днес във фауната на Австралия. Кенгурата и много други торбести животни, например на други континенти, са изчезнали отдавна. Но палеонтологичният метод за изследване на скалите все още помага на учените да се доближат до истината.
