تتم دراسة تاريخ تطور كوكبنا من قبل جميع العلوم تقريبًا ، ولكل منها طريقتها الخاصة. علم الحفريات ، على سبيل المثال ، يشير إلى العلم الذي يدرس العصور الجيولوجية الماضية ، وعالمها العضوي والأنماط التي تحدث أثناء تطورها. يرتبط كل هذا ارتباطًا وثيقًا بدراسة الآثار المحفوظة للحيوانات والنباتات القديمة ونشاطها الحيوي في الحفريات الأحفورية. ومع ذلك ، فإن كل علم لديه بعيد كل البعد عن طريقة واحدة لدراسة الأرض ، فغالبًا ما توجد كمجموعة من الأساليب ، وعلم الحفريات ليس استثناءً.
علم
لتصفح المصطلحات بشكل أفضل ، قبل التعرف على طريقة علم الحفريات ، من الضروري ترجمة الاسم المعقد لهذا العلم من اليونانية. يتكون من ثلاث كلمات: Palaios و ontos و logos - "قديم" و "موجود" و "تعليم". نتيجة لذلك ، اتضح أن علم الحفرياتيستعيد ويوضح ويدرس الظروف التي تعيش فيها النباتات والحيوانات المنقرضة منذ فترة طويلة ، ويستكشف كيف تطورت العلاقات البيئية بين الكائنات الحية ، وكذلك العلاقة بين الكائنات الموجودة والبيئة اللاأحيائية (يسمى هذا الأخير بالتكوين البيئي). تتعلق طريقة علم الحفريات لدراسة طرق تطور الكوكب بقسمين من هذا العلم: علم الحفريات وعلم الأحياء القديمة.
هذا الأخير يدرس الماضي الجيولوجي للأرض من خلال عالم الحيوان الذي كان موجودًا في تلك العصور وينقسم بدوره إلى علم الأحياء القديمة للفقاريات وعلم الحفريات القديمة لللافقاريات. الآن تمت إضافة أقسام حديثة جديدة هنا: الجغرافيا القديمة ، علم التابوفولوجيا وعلم الأحياء القديمة. يتم استخدام طريقة الحفريات لدراسة الأرض في جميع. علم البيئة القديمة هو قسم يدرس الموائل والظروف الموجودة فيه مع جميع علاقات الكائنات الحية في الماضي الجيولوجي البعيد ، وتغيراتها على مدار التطور التاريخي تحت ضغط الظروف. يستكشف علم التافون الحالة الأحفورية للكائنات الحية في أنماط دفنها بعد الموت ، فضلاً عن شروط الحفاظ عليها. تُظهر السيرة الذاتية (أو الجغرافيا القديمة) توزيع بعض الكائنات الحية في تاريخ ماضيها الجيولوجي. وهكذا ، اتضح أن طريقة علم الحفريات هي دراسة عملية انتقال بقايا النباتات والحيوانات إلى الحالة الأحفورية.
خطوات
يحتوي الحفاظ على الكائنات الأحفورية في الصخور الرسوبية في هذه العملية على ثلاث مراحل. الأول عندما تتراكم المخلفات العضويةنتيجة موت الكائنات الحية وتحللها وتدمير الهيكل العظمي والأنسجة الرخوة من عمل الأكسجين والبكتيريا. تتراكم مواقع الهدم مثل هذه المواد في شكل مجتمعات من الكائنات الحية الميتة ، ويطلق عليها اسم ثانويات. المرحلة الثانية في حفظ الكائنات الأحفورية هي الدفن. دائمًا تقريبًا ، يتم إنشاء ظروف يتم فيها تغطية التراتوسينوسيس بالرواسب ، مما يحد من وصول الأكسجين ، لكن عملية تدمير الكائنات الحية مستمرة ، لأن البكتيريا اللاهوائية لا تزال نشطة.
كل شيء يعتمد على معدل دفن الرفات ، وأحيانًا يتحرك الترسيب بسرعة ، ولا يتغير الدفن قليلاً. تسمى هذه المدافن بالتضخم التقربي ، وتستكشف طريقة الحفريات ذلك بتأثير أكبر بكثير. المرحلة الثالثة في الحفاظ على الكائنات الأحفورية هي التحجر ، أي عملية تحويل الرواسب السائبة إلى صخور صلبة ، حيث تتحول البقايا العضوية إلى أحافير في نفس الوقت. يحدث هذا تحت تأثير العوامل الكيميائية المختلفة التي تدرس طريقة الحفريات في الجيولوجيا: عمليات التحجر وإعادة التبلور والتمعدن. ويسمى مجمع الكائنات الأحفورية هنا بـ oryctocenosis.
تحديد عمر الصخور
تتيح لك طريقة علم الحفريات تحديد عمر الصخور من خلال فحص حفريات بقايا الحيوانات البحرية التي تم الحفاظ عليها من خلال عملية التحجر والتمعدن. بالطبع ، لا يمكن للمرء الاستغناء عن تصنيف أنواع الكائنات الحية القديمة. إنه موجود ، وبمساعدته ، تمت دراسة كائنات ما قبل التاريخ الموجودة في الكتلة الصخرية. تتم الدراسةالمبادئ التالية: يتم تتبع الطبيعة التطورية لتطور العالم العضوي ، والتغير التدريجي في زمن المجمعات غير المتكررة للكائنات الحية الميتة وعدم عكس مسار تطور العالم العضوي بأكمله. كل ما يمكن دراسته بمساعدة طرق علم الحفريات يتعلق فقط بالعهود الجيولوجية القديمة.
عند تحديد الأنماط ، من الضروري الاسترشاد بأهم الأحكام التي تنص على استخدام مثل هذه الأساليب. أولاً ، في التكوينات الرسوبية في كل مجمع توجد كائنات أحفورية متأصلة فيه فقط ، وهذه هي السمة الأكثر تميزًا. تتيح طرق البحث في علم الحفريات تحديد طبقات الصخور من نفس العمر ، لأنها تحتوي على كائنات أحفورية متشابهة أو متطابقة. هذه هي الخاصية الثانية. والثالث هو أن القسم الرأسي للصخور الرسوبية هو نفسه تمامًا في جميع القارات! يتبع دائمًا نفس التسلسل في تعاقب الكائنات الحية الأحفورية.
دليل الحفريات
تشمل طرق البحث في الحفريات طريقة توجيه الحفريات ، والتي تستخدم أيضًا لتحديد العمر الجيولوجي للصخور. متطلبات توجيه الحفريات هي كما يلي: التطور السريع (حتى ثلاثين مليون سنة) ، والتوزيع الرأسي صغير ، والتوزيع الأفقي واسع ومتكرر ومحفوظ جيدًا. على سبيل المثال ، يمكن أن يكون lamellar-gill ، belemnites ، ammonites ، brachionodes ، corals ، archaeocyates ، إلخ.مشابه. ومع ذلك ، فإن الغالبية العظمى من الحفريات ليست محصورة بشكل صارم في أفق معين ، وبالتالي لا يمكن العثور عليها في جميع الأقسام. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن العثور على مجموعة الأحافير هذه في أي فترات زمنية أخرى في نفس القسم. وبالتالي ، في مثل هذه الحالات ، يتم استخدام طريقة حفريات أكثر إثارة للاهتمام لدراسة التطور. هذه هي طريقة توجيه مجموعات النماذج.
النماذج مختلفة تمامًا في المعنى ، وبالتالي هناك أيضًا تقسيم فرعي لها. هذه هي الأشكال المسيطرة (أو المميزة) التي كانت موجودة قبل الوقت الذي تتم دراسته في لحظة معينة وتختفي فيه ، أو توجد فقط داخلها ، أو ازدهر السكان في وقت معين ، وحدث الاختفاء بعد ذلك مباشرة. هناك أيضًا أشكال استعمارية تظهر في نهاية الوقت قيد الدراسة ، ومن خلال مظهرها يمكن إنشاء حدود طبقية. الأشكال الثالثة هي بقايا ، أي أنها على قيد الحياة ، فهي من سمات الفترة السابقة ، ثم عندما يحين الوقت قيد الدراسة ، فإنها تظهر بشكل أقل وأقل وتختفي بسرعة. والأشكال المتكررة هي الأكثر قابلية للتطبيق ، حيث يتلاشى تطورها في اللحظات غير المواتية ، وعندما تتغير الظروف ، يزدهر سكانها مرة أخرى.
طريقة علم الحفريات في علم الأحياء
علم الأحياء التطوري يستخدم مجموعة متنوعة من الأساليب في العلوم ذات الصلة. لقد تراكمت أغنى تجربة في علم الأحافير ، وعلم التشكل ، وعلم الوراثة ، والجغرافيا الحيوية ، والتصنيف والتخصصات الأخرى. أصبح القاعدة ذاتها ، معبفضل المساعدة التي أصبح من الممكن تحويل الأفكار الميتافيزيقية حول تطور الكائنات الحية إلى حقيقة علمية. كانت طرق علم الأحياء العامة مفيدة بشكل خاص. علم الحفريات ، على سبيل المثال ، مدرج في جميع دراسات التطور ويمكن تطبيقه على دراسة جميع العمليات التطورية تقريبًا. إن أعظم المعلومات الواردة في تطبيق هذه الأساليب على حالة المحيط الحيوي ؛ من الممكن تتبع جميع مراحل تطور العالم العضوي حتى عصرنا من خلال تسلسل تغيرات الحيوانات والنباتات. أهم الحقائق هي أيضًا التعرف على الأشكال الوسيطة الأحفورية ، واستعادة سلسلة النشوء والتطور ، واكتشاف التسلسلات في ظهور الأشكال الأحفورية.
طريقة الحفريات في دراسة علم الأحياء ليست وحدها. هناك اثنان منهم ، وكلاهما يتعامل مع التطور. تعتمد طريقة علم الوراثة على مبدأ إقامة القرابة بين الكائنات الحية (على سبيل المثال ، علم الوراثة هو التطور التاريخي لشكل معين ، والذي يتم تتبعه من خلال الأسلاف). الطريقة الثانية هي علم الوراثة الحيوية ، حيث تتم دراسة التولد ، أي التطور الفردي لكائن حي معين. يمكن أيضًا تسمية هذه الطريقة بالطريقة الجنينية المقارنة أو التشريحية المقارنة ، عندما يتم تتبع جميع مراحل تطور الفرد المدروس من ظهور الجنين إلى حالة البالغين. إنها طريقة علم الأحافير في علم الأحياء التي تساعد على تحديد ظهور العلامات النسبية وتتبع تطورها ، وتطبيق المعلومات الواردة في علم الطبقية الحيوية - الأنواع ، والجنس ، والعائلة ، والترتيب ، والطبقة ، والنوع ، والمملكة. يبدو التعريف كالتالي: طريقة تكتشف علاقة الكائنات القديمة الموجودة في قشرة الأرض بشكل مختلفالطبقات الجيولوجية - الحفريات
نتائج البحث
تظهر دراسة مطولة لبقايا الكائنات الحية المنقرضة منذ زمن طويل أن الأشكال الأقل تنظيمًا ، أي الأشكال البدائية للنباتات والحيوانات توجد في أكثر طبقات الصخور البعيدة ، أقدمها. وعلى النقيض من ذلك ، فإن التنظيمات عالية التنظيم أقرب ، في الودائع الأصغر سنًا. وليست كل الحفريات مهمة بنفس القدر لتحديد عمرها ، لأن العالم العضوي قد تغير بشكل غير متساو. وجدت بعض أنواع الحيوانات والنباتات لفترة طويلة جدًا ، بينما مات البعض الآخر على الفور تقريبًا. إذا تم العثور على بقايا الكائنات الحية في العديد من الطبقات وتمتد بعيدًا على طول الجزء الرأسي في القسم ، على سبيل المثال ، من العصر الكمبري إلى الوقت الحاضر ، فيجب تسمية هذه الكائنات الحية طويلة العمر.
بمشاركة الحفريات طويلة العمر ، حتى طريقة الحفريات في علم الأحياء لن تساعد في تحديد العمر الدقيق لوجودها. إنهم يوجهون ، كما هو موضح أعلاه ، وبالتالي يوجدون في أماكن مختلفة جدًا وغالبًا ما تكون بعيدة جدًا عن بعضهم البعض ، أي أن توزيعهم الجغرافي واسع جدًا. بالإضافة إلى ذلك ، فهي ليست اكتشافًا نادرًا ، فهناك دائمًا عدد كبير جدًا منها. لكن الحفريات الموزعة في طبقات صخرية مختلفة هي التي جعلت من السهل تحديد تسلسل التغييرات في الأشكال الرائدة باستخدام طرق علم الأحياء العامة. لا غنى عن طريقة علم الحفريات في دراسة الكائنات الحية القديمة المخفية بمرور الوقت تحت سمك الصخور الرسوبية.
قليلا من التاريخ
مقارنة بين مختلفطبقات الصخور ودراسة الأحافير الموجودة فيها لتحديد عمرها النسبي - هذه هي الطريقة الحفرية التي اقترحها العالم الإنجليزي دبليو سميث في القرن الثامن عشر. كتب أولى الأوراق العلمية في هذا المجال من العلم أن طبقات الأحافير متطابقة. تم ترسيبها على التوالي في طبقات في قاع المحيط ، وتحتوي كل طبقة على بقايا كائنات ميتة كانت موجودة في وقت تكوين هذه الطبقة. لذلك ، تحتوي كل طبقة فقط على الحفريات الخاصة بها ، والتي من خلالها أصبح من الممكن تحديد وقت تكوين الصخور في مناطق مختلفة.
تتم مقارنة مراحل حالة الحياة في تطورها بالطريقة الحفرية ، ومدة الأحداث محددة نسبيًا ، لكن تسلسلها ، وكذلك تسلسل التاريخ الجيولوجي في جميع مراحله ، يمكن يمكن تتبعها بشكل موثوق. لذلك ، فإن معرفة تاريخ تطور قسم معين من قشرة الأرض تحدث من خلال إنشاء واستعادة تسلسل التغييرات في الأحداث الجيولوجية ، ويمكن تتبع المسار بأكمله من أقدم الصخور إلى الأصغر. هكذا يتم توضيح أسباب التغييرات التي أدت إلى المظهر الحديث للحياة على الكوكب.
في الجيولوجيا
تم اقتراح طرق الحفريات في الجيولوجيا لأول مرة قبل ذلك بكثير. قام بذلك الدنماركي ن. ستينو في منتصف القرن السابع عشر. علاوة على ذلك ، تمكن من تمثيل عملية تكوين رواسب المادة في الماء بشكل صحيح ، وبالتالياستخلص استنتاجين رئيسيين. أولاً ، كل طبقة مقيدة بالضرورة بأسطح متوازية كانت موجودة في الأصل أفقيًا ، وثانيًا ، يجب أن يكون لكل طبقة نطاق أفقي كبير جدًا ، وبالتالي تشغل مساحة كبيرة جدًا. هذا يعني أنه إذا لاحظنا حدوث الطبقات عند الميل ، فيمكننا التأكد من أن حدوث هذا الحدوث كان نتيجة بعض العمليات اللاحقة. أجرى العالم مسوحات جيولوجية في توسكانا (إيطاليا) وحدد بشكل صحيح تمامًا العمر النسبي للظهور من خلال الموقع المتبادل للصخور.
شاهد المهندس الإنجليزي دبليو سميث القناة وهي تحفر بعد قرن من الزمان ولم يسعه إلا الانتباه إلى طبقات الصخور المجاورة. تحتوي جميعها على بقايا أحفورية مماثلة من مادة عضوية. لكنه وصف الطبقات البعيدة عن بعضها البعض بأنها مختلفة بشكل حاد في التكوين. اهتم عمل سميث بالجيولوجيين الفرنسيين Brongniard و Cuvier ، الذين استخدموا طريقة الحفريات المقترحة وفي عام 1807 أكملوا الوصف المعدني بخريطة جغرافية لحوض باريس بأكمله. كان هناك تعيين على الخريطة لتوزيع الطبقات مع بيان العمر. من الصعب المبالغة في تقدير أهمية كل هذه الدراسات ، فهي لا تقدر بثمن ، حيث بدأت العلوم والجيولوجيا والبيولوجيا تتطور بشكل استثنائي على هذا الأساس.
نظرية داروين
قدم مؤسسو طريقة علم الأحافير لتحديد عمر الصخور عن طريق تقسيمها الأساس لظهور مبرر علمي حقيقي ، لأنه بناءً على اكتشافات برونجنارد وكوفييه وسميث وستينو ،إثبات ثوري جديد وعلمي حقيقي لهذه الطريقة. ظهرت نظرية حول أصل الأنواع ، والتي أثبتت أن العالم العضوي ليس مراكز حياة متفرقة منفصلة نشأت وماتت في بعض الفترات الجيولوجية. تصطف الحياة على الأرض وفقًا لهذه النظرية بإقناع غير عادي. لم تكن مصادفة في أي من مظاهرها. كما لو أن شجرة حياة عظيمة (وبالمناسبة غُنيت في العديد من أساطير الشعوب القديمة) تغطي الأرض بأغصان متقادمة (ميتة) ، وفي الارتفاع تزهر وتنمو إلى الأبد - هكذا أظهر داروين التطور.
بفضل هذه النظرية ، اكتسبت الحفريات العضوية اهتمامًا خاصًا كأسلاف وأقارب لجميع الكائنات الحية الحديثة. لم تعد هذه "حجارة على شكل" أو "فضول من الطبيعة" بأشكال غير عادية. لقد أصبحوا أهم وثائق التاريخ ، ويظهرون بالضبط كيف تطورت الحياة العضوية على الأرض. وبدأ تطبيق طريقة الحفريات على نطاق واسع قدر الإمكان. تتم دراسة الكرة الأرضية بأكملها: تتم مقارنة صخور القارات المختلفة في أقسام بعيدة قدر الإمكان عن بعضها البعض. وكل هذه الدراسات تؤكد نظرية داروين فقط.
أشكال الحياة
ثبت أن العالم العضوي كله ، الذي ظهر في البداية ، المراحل التاريخية الأولى لتطور الأرض ، تغير باستمرار. لقد تأثرت بالظروف والمواقف الخارجية ، وبالتالي انقرضت الأنواع الضعيفة ، وتكيفت الأنواع القوية وتحسنت. انطلقت التنمية من أكثربسيطة ، ما يسمى بالكائنات منخفضة التنظيم إلى الكائنات عالية التنظيم والكمال. العملية التطورية لا رجوع فيها ، وبالتالي فإن جميع الكائنات الحية المتكيفة لن تتمكن أبدًا من العودة إلى حالتها الأولى ، ولن تختفي العلامات الجديدة التي ظهرت في أي مكان. لهذا السبب لن نرى أبدًا وجود الكائنات الحية التي اختفت من على وجه الأرض. وفقط من خلال طريقة علم الحفريات يمكننا دراسة بقاياهم في الكتل الصخرية.
ومع ذلك ، بعيدًا عن جميع المشكلات المتعلقة بتحديد عمر الطبقات ، تم حلها. لا يمكن أن تضمن الأحافير المتطابقة الموجودة في طبقات مختلفة من الصخور دائمًا نفس عمر هذه الطبقات. الحقيقة هي أن العديد من النباتات والحيوانات لديها قدرة ممتازة على التكيف مع الظروف البيئية التي عاشتها ملايين السنين من تاريخها الجيولوجي دون أي تغييرات كبيرة ، وبالتالي يمكن العثور على بقاياها في أي رواسب عمرية تقريبًا. لكن الكائنات الحية الأخرى تطورت بسرعة هائلة ، وهم الذين يستطيعون إخبار العلماء بعمر الصخرة التي وُجدوا فيها.
لا يمكن أن تحدث عملية التغيير في وقت أنواع الحيوانات على الفور. والأنواع الجديدة لا تظهر في نفس الوقت في أماكن مختلفة ، فهي تستقر بمعدلات مختلفة ، كما أنها لا تموت في نفس الوقت. يمكن العثور على أنواع بقايا اليوم في حيوانات أستراليا. لقد مات حيوان الكنغر والعديد من الجرابيات الأخرى ، على سبيل المثال ، في قارات أخرى ، منذ زمن طويل. لكن طريقة علم الحفريات لدراسة الصخور لا تزال تساعد العلماء على الاقتراب من الحقيقة.
