Geologik o'tmishdagi organizmlar dunyosi va ularning muhiti o'rtasidagi munosabatlar

2.1. Paleoekologiyaga kirish

Paleoekologiya ekologiya fanlari siklining ajralmas qismidir. Bu "geologik o'tmishdagi organizmlar dunyosi va ularning muhiti o'rtasidagi munosabatlar" fanidir (Gekker, 1957). Paleoekologik tadqiqotlar kelajakda biosferadagi tabiiy sharoitlarning rivojlanishini paleogeografik va paleoklimatik ma’lumotlar asosida bashorat qilish imkonini beradi. Bunga qadimgi organizmlarning tarixiy rivojlanish jarayonlarini ularning yashash muhitidagi o'zgarishlar, ya'ni "sobiq biosferalar" bilan birgalikda o'rganish ham yordam beradi. Paleoekologiya tadqiqotining predmeti - o'tgan geologik davrlardagi organizmlarning sharoitlari va hayot tarzi, organizmlar va ularning muhiti o'rtasidagi munosabatlar (abiotik va biotik komponentlar), Yerdagi hayot davomida organizmlarning o'zgarishi ("Zamonaviy paleontologiya", 1988), kabi. shuningdek, organizmlar va ularning birlashmalarini ko'mish jarayonlaridagi tafonomik o'zgarishlarning paleoekologik jihatlari - senozlar.
Paleoekologik tadqiqotlarning vazifalari:
- alohida organizmlar o'rtasidagi o'ziga xos munosabatlar va ularning biotik aloqa shakllarini oydinlashtirish;
- ularning tarqalish hududlari (yashash joylari) chegaralarini, aholi punktlarining zichligini, aholi tabiatini o'rganish;
- munosabatlar yo'nalishlarini o'rganish (raqobat, simbioz, parazitizm, komensalizm, amensalizm va boshqalar);
- ma'lum abiotikaga qarab shaxslarning o'zgaruvchanligi (shakllarning yo'q qilinishi yoki gullab-yashnashi) xususiyatini aniqlash
omillar (sho'rlanish, havzaning chuqurligi, tubining tabiati, qirg'oqdan uzoqligi, gaz rejimi va boshqalar)
– muhitning o‘zgarishi bilan bog‘liq holda xossalanish tezligini shakllantirish va aniqlash jarayonlarini o‘rganish (stratigrafik taqsimot tahlili, qalinlik tahlili va boshqalar);
- konvergentsiya va parallellik hodisalarini, shakllar migratsiyasini aniqlash va ularning sabablarini aniqlash;
— paleotsenozlar evolyutsiyasi masalalarini o‘rganish va individual «vikariy» taksonlarni o‘z vaqtida almashtirish qonuniyatlarini o‘rganish;
- turli taksonomik kategoriyalar va ekogenez jarayonlari uchun adapteogenez jarayonlarini aniqlash (Davitashvili, 1947; 1948).
2.2. Paleoekologiya va bioekologiya
Bioekologiyaga o'xshatib, uning predmeti ekotizim, paleoekologiyaning operatsion birligi.
paleobiosenozni (paleoekosistemani) ifodalaydi. Paleoekologiya bioekologiya bilan chambarchas bog'liq bo'lib, tizimli yondashuv (paleoekotizimning tarkibiy qismlarini aniqlash va ularning o'zaro ta'siri,
uning tuzilishi va funktsiyasini belgilash). Biroq, ularning usullari va usullari ko'p jihatdan bir-biriga mos kelmaydi. Eng muhim farq shundaki, bioekologiya zamonaviy biosferada sodir bo'layotgan jarayonlarni, paleoekologiya esa avvalgi biosferalarda (metabiosfera) jarayonlar natijalarini o'rganadi. Usullardagi farq ham juda muhim. Shunday qilib, bioekologiyada ekotizimni bevosita dala kuzatishlari (ekologik-geografik, populyatsiya-biotsenotik va boshqalar), eksperimental (dala va laboratoriya) usullari va modellashtirish tadqiqotchining biologik sezgi imkoniyatlarini qo'llash bilan faol qo'llaniladi. tabiiy tarix asoslarini hisobga olgan holda (ekotizimlarning rivojlanish darajasi) . Paleoekologiya o'rganilayotgan ob'ektlarning o'ziga xos xususiyatlariga ega: qazilma qoldiqlari (tolga qoldiqlar), geologik kesmalar, qadimgi organizmlarning hayotiy faoliyati izlari (2-jadval). Tizimning tahlili: qadimgi organizmlar - atrof-muhit faqat paleokotizimni qayta qurishdan keyin mumkin. Bunday rekonstruksiyalarni faqat o'tmishdagi haqiqiy ekotizimlarga har xil darajada yaqinlashtirish mumkin, chunki ekotizimlarning alohida elementlari va hatto bloklari ko'pincha fotoalbom holatida umuman saqlanmaydi (yumshoq tananing tuzilishi, trofik zanjirdagi bo'g'inlar). Zamonaviy ma'lumotlarga ko'ra, hatto metabiosferada eng to'liq ifodalangan dengiz paleo-ekotizimlari ham avvalgi biotaning taksonomik tarkibining uchdan bir qismini saqlab qoladi va bu ekotizimlarning inert komponenti har doim ham ikkalasini ham miqdoriy jihatdan baholashga imkon bermaydi. va harorat, sho'rlanish, pH, gidrodinamika kabi sifatli ekologik omillar,
gaz rejimi va boshqalar. Paleotizimlarni modellashtirish va matematik tahlil qilishdan foydalanish hozirgi vaqtda qazilmalarni miqdoriy hisobga olishning umumiy qabul qilingan usuli yo'qligi sababli cheklangan. Paleoekologiya, bioekologiya kabi, o'rganilayotgan ob'ektga (paleoekosistema) kompleks yondashuvni talab qiladi. Bu biologiya va geologiya fanlari bilan yaqin aloqada bo'lish zarurligiga olib keladi: paleobiotalarning taksonomik tarkibi haqidagi ma'lumotlar paleontologlar va paleobotaniklardan, abiotik omillar haqida esa litologlar (paleosedimentologlar), mineraloglar, geokimyogarlar va biogeokimistlardan olingan.
2.3. Paleoekologiya va taksonomiya
Paleoekologik tadqiqotlar sistematika uchun foydali bo'lishi mumkin: morfologik xususiyatlarni paleoekotizimdagi adaptiv tuzilmalar sifatida talqin qilish, ularning evolyutsion ahamiyatini baholash va taksonomik darajasini aniqlash.
2.4. Paleoekologiya va geologiya
"Paleontologik va litologik tadqiqotlar yonma-yon borishi kerak" (Gekker, 1957). Neo-ekolog haqiqatda mavjud bo'lgan atrof-muhit haqida to'g'ridan-to'g'ri ma'lumotlarga ega. Paleoekolog toshni tekshirish orqali atrof-muhit haqida faqat bilvosita ma'lumotlarga ega. Shu sababli, muvaffaqiyatli amalga oshirish uchun quyidagi shartlar zarur bo'lgan kompleks paleoekologik va litologik tadqiqotlar o'tkazish tavsiya etiladi:
- alohida joylarning to'g'ri o'zaro bog'liqligini va ko'plab dala kuzatuvlarini o'tkazish va boy fauna kolleksiyalarini olish imkoniyatini ta'minlash uchun yaxshi ekspozitsiya;
— qazilma qoldiqlarning yaxshi saqlanishi, ularni ajratib olishning qulayligi, ikkilamchi o‘zgarishlarning yo‘qligi;
- qatlamlar va birliklarning nisbati va almashinishini nazorat qilish imkoniyati uchun o'rganilayotgan qatlamlarning nisbatan kichik qalinligi;
— qatlamning sezilarli gorizontal yoʻnalishi, bu fasiyalarni kuzatish imkonini beradi
qatlamlar bo'yicha stratigrafik birliklar ichidagi o'tishlar;
- kichik tektonik buzilishlar yoki ularning yo'qligi, fatsial o'tishlarni ishonchli boshqarish, yanada ishonchli korrelyatsiya qilish imkoniyati. Paleoekologik tadqiqotlar uchun eng qulay bo'lganlar turli xil litologik tarkibdagi paketlarning xarakterli fotoalbom komplekslari bilan o'zaro qo'shilishidan iborat qatlamlardir; ular cho'kishning turli sharoitlarini aks ettiradi va qadimgi organizmlarning sharoitlari va turmush tarzini baholash uchun ko'proq qiyosiy ma'lumotlarni taqdim etadi. Eng samaralisi butun paleobazinlarni yoki ularning katta qismlarini geologik vaqtning muhim davrlarida o'rganishdir. Bunday keng ko'lamli tadqiqotlar paleogeografiya, stratigrafiya, tektonika va taksonomiyada cho'kindilanish sharoitlarini tiklashda paleoekologik ma'lumotlardan foydalanish imkonini beradi. Paleoekologik ma'lumotlarning ko'p qirrali qo'llanilishi organizmlar va jamoalarning immanent xususiyatiga - morfologiya va tuzilishdagi yashash muhitidagi har qanday o'zgarishlarni tuzatishga asoslangan.
Paleoekologik ma'lumotlardan foydali qazilmalar konlarining cho'kindi va hosil bo'lish sharoitlarini ochish uchun foydalaniladi.
fotoalbomlar. Fotoalbomlar cho'kindi jinslar va cho'kindi kelib chiqadigan minerallarning genezisini ochishda quyidagi hollarda qo'llanilishi mumkin:
- minerallar - organizm qoldiqlari (torf, toshko'mir, moyli slanets), skelet qoldiqlari (yozuv bo'r, organogen ohaktosh, qobiqli jinslar, marmar, yash, obol qumtoshlari) to'planishi;
- organizmlarning qobiqlari faqat jinsning alohida tarkibiy qismlari (Kerchning oolitik temir rudalari); bir qator minerallar (neft, gaz va boshqalar) organogen tuzilmalar tomonidan taqsimlanishi nazorat qilinadi;
- qazilma qazilmalar geologik jismlar - uglevodorodlar kollektorlarining kosmosda saqlanishini baholashda ma'lumot berishi mumkin;
- fotoalbomlar cho'kindi jinslar, xususan, neft, uran konlari bilan bog'liq bo'lgan har qanday minerallarning geneziyasini muhokama qilish uchun ma'lumotlarni taqdim etadi.
2.5. Paleoekologiya va paleogeografiya
Paleoekologik tadqiqotlar ma'lumotlari paleogeografiyaning muayyan muammolarini hal qilish uchun ishlatilishi mumkin. Ular geologik vaqtning ma'lum bir oralig'ida organizmlarning tarqalish xususiyatlarini tushuntira oladilar. Dengiz umurtqasizlari qirg'oq chizig'ining ishonchli ko'rsatkichlari (ko'payishi).
toshli qirg'oq, "qattiq tub" tipidagi fatsiyalar va boshqalar). Bo'shashgan sayoz qirg'oq cho'kindilari hayotiy faoliyatning oddiy, odatda vertikal izlari bilan tavsiflanadi, ular chuqurlashganda o'zgaradi, ular yanada murakkab gorizontal yo'laklarga, so'ngra kuchli burmali va spiral o'tishlarga (hayotiy faoliyat izlarining fasiy spektrlari) aylanadi. Sohil chizig'ining to'g'ridan-to'g'ri ko'rsatkichlari bo'lmagan taqdirda, paleobazin ichidagi organizmlarning tarqalishining qonuniyatlari - dolzarb, trofik va boshqa xususiyatlarga ko'ra ekologik guruhlar aniqlanadi.
Dengiz fasiyalarini o'rganish uchun umurtqasiz hayvonlarning trofik xususiyatlari (turi va oziqlanish darajasi), etologiyasi (pastki qismidagi xatti-harakatlar xususiyatlari), tuproqqa aloqasi, gidrodinamik va tuz rejimi, skelet qoldiqlarining chuqurligi va o'lchami xususiyatlariga ko'ra tasnifi paydo bo'ldi. keng tarqalgan. Bunday holda, "paleshore effekti" qo'llaniladi. Paleobazinda hayot shakllarining tarqalishi quruqlikning yaqinligi bilan boshqariladi. Hayot shakllarining guruhlari qirg'oqqa subparallel joylashgan: sayoz suvlarda, faol gidrodinamika zonasida, yuqori trofik darajadagi o'tsiz filtrli oziqlantiruvchilar ustunlik qiladi; kamroq harakatlanuvchi zonada va yumshoq qumli tuproqlarda past darajadagi vagil filtrli oziqlantiruvchilar va kamroq tez-tez kollektorlar, detritivlar mavjud; paleobazinning eng chuqur qismlarida, qaldirg'ochlar va loyxo'rlar. Bunday sharoitda quyidagi qonuniyat aniqlandi: quruqlik yaqinida filtrli oziqlantiruvchilar ustun bo'lgan zona tashkil etilgan, quruqlikdan uzoqda detritofaglar ustunlik qiladi. Shunga o'xshash naqsh Ordovikdan hozirgi havzalargacha bo'lgan bentik jamoalarga xosdir. Ekologik guruhlar topologiyasining xususiyatlari paleobazin tubining topografiyasi haqida ma'lumot beradi. Pastki profil qanchalik tik bo'lsa, trofik zonalar orasidagi chegaralar aniqroq va ekoton zonalari torroq bo'ladi.
2.6. Paleoekologiya va biostratonomiya
Paleobazin chuqurligining to'g'ridan-to'g'ri ko'rsatkichlari yo'q, faqat tafonomik tahlil natijalari asosida pastki gidrodinamikani batimetrik rekonstruktsiya qilish mumkin. Qavariq - "qobiq qoplamasi" yoki "atirgul" tipidagi konkav qobiqlarning joylashishi har doim qirg'oqqa yaqin joyda juda harakatchan muhitni ko'rsatadi. Qadimgi qirg'oq chizig'ining holati, shuningdek, cho'zilgan qobiqlarning ommaviy o'lchovlari ("qobiq yo'li" turining joylashuvi) bilan belgilanadi.
Sohil bo'ylab oqimlar tentakulit chig'anoqlarining uzun o'qlarini, to'g'ridan-to'g'ri uzun ortokonlarni va sefalopodlarning rostrasini, skafopod chig'anoqlarini, krinoid poyalarini, dengiz kirpi umurtqalarini, graptolit rabdosomalarini va soliter rugosa skeletlarini qirg'oqqa parallel ravishda yo'naltiradi. Butun umr ko'milgan oligotsen ustritsalari, shuningdek, zamonaviy shakllar klapanlarning artikulyatsiya tekisligiga yo'naltirilgan.
gelgit oqimlari yo'nalishida. Qadimgi ekotizimlarning biotasi sho'rlanishning o'zgarishiga sezgir ta'sir ko'rsatadi, bu iqlim sharoitidagi o'zgarishlarni ham, mahalliy paleobazinni qadimgi okeandan izolyatsiya qilish darajasidagi o'zgarishlarni ham ko'rsatishi mumkin. Ko'pchilik tadqiqotchilar ordovikdan hozirgi kungacha ma'lum taksonlarning sublatitudinal (belbog') taqsimlanishi iqlim zonaliligi bilan bog'liqligini tan olishadi. Mezozoy va kaynozoyda qazilmalarning differentsiatsiyasining o'ziga xos xususiyatlari harorat to'sig'i bilan ham, Lavraziya va Gondvananing parchalanishi natijasida paydo bo'lgan okean tubida chegaralangan to'siqlar bilan bog'liq, ya'ni. global plitalar tektonikasining ko'rinishi sifatida. Dengiz biotasining global tekislash hodisalarining almashinishi (kosmopolitizm), uning differentsiatsiyasi va endemizmning o'sishi (provintsializm) jahon okeani sathining tebranishlari bilan qoniqarli tarzda izohlanadi (Walliser va boshqalar, 1996). Paleo oqimlarning mavjudligi va ko'tarilish oqibatlari qadimgi organizmlarning ba'zi stenotermik guruhlari qoldiqlarining muntazam ravishda tarqalishi, qadimgi okeandagi suv massalarining harakatlanish yo'llarini kuzatish bilan tasdiqlanadi. Paleoekologik ma'lumotlar mintaqaviy paleobiogeografik rekonstruksiya qilish uchun ham muhim ahamiyatga ega, chunki ikkita paleobazinning (bir xil yoshdagi) biotalari tarkibidagi farq ularning izolyatsiyalanganligini ko'rsatadi va aksincha. Ko'pgina organizmlar guruhlari uchun skeletlarning davriy o'sishi jarayonlari (stromatolitlar, marjonlar, ikki pallalilar, sefalopodlar) o'rganilgan. Olingan materiallar, mutlaq xronologiya ma'lumotlari bilan solishtirganda, Yer yilining Kembriydan to hozirgi kungacha har 100 ming yilda 2 s ga qisqarganligidan dalolat beradi, bu esa tezlikni bosqichma-bosqich pasayishi gipotezasiga mos keladi. Yerning aylanishi.
2.7. Paleoekologiya va stratigrafiya
Stratigrafiyada ba'zan paleoekologik ma'lumotlarsiz deyarli imkonsizdir. Bu faqat stratigrafik usul bilan qo'shimcha tafsilotlash imkoniyatlari tugaganda yoki parallel ravishda mavjud bo'lgan biotasning evolyutsion taqdiri keskin farq qilganda sodir bo'ladi, shuning uchun bunday hollarda biostratigrafik jamoani izlash muvaffaqiyatsizlikka uchraydi.
paleokotizimlarning rivojlanishi. Evolyutsion (filogenetik) asosda bo'lmagan hodisalarning o'zaro bog'liqligi bilan bog'liq stratigrafik masalalarning butun majmuasini "ekostratigrafiya" tushunchasi birlashtiradi. Bu usulning asosi R. F. Gekker tomonidan ilgari surilgan qoidalardir. Biostratonomik mezonlarga ko'ra, yaqin masofada joylashgan bo'limlarning qatlam-qatlam korrelyatsiyasi eng samarali hisoblanadi. Sayoz suvli cho'kindilarning ultrastratigrafiyasida qazilma joylashuvining turlari va qatlam ichidagi turlarning birikma naqshlari. Chuqur dengiz konlarida turlarning miqdoriy xususiyatlari (paydo bo'lish chastotasi), noyob va ekzotik taksonlarning paydo bo'lishi eng muhim hisoblanadi. Har xil fasiyali konlarni solishtirish (fasiy kamarlarning kesishishidagi korrelyatsiya) hudud va kesimdagi jamoalarning o'zgarishining aniqlangan qonuniyatlari bo'yicha mumkin: ekologik "gamutlar" va "paleosuksessiyalar". Bir qator mualliflar (Gekker, 1957; Kallo, 1982; Buko, 1990) geologik jismlarning ajralish yoki bo'linish imkoniyatiga asoslanib, vaqt bo'yicha qo'shni qadimgi jamoalardagi o'xshashlik yoki farqlarni aniqladilar.
2.8. Aloqador fanlar, paleoekologiyaning tuzilishi Paleoekologiyaning tuzilishi va turdosh fanlari haqidagi zamonaviy g'oyalar tadqiqot predmetining o'ziga xos xususiyatlari - qazilma qoldiqlari, tabiatning o'ziga xos xususiyatlarini hisobga olgan holda umumiy ekologiya va bioekologiya sohasidagi ishlanmalar asosida shakllanadi. metabiosfera ("sobiq biosferalar"), mumkin bo'lgan muhit va qadimgi biota faoliyatining natijalari sifatida. Bunda paleoekologiyaning geologiya-biologiya fanlari bilan aloqalarining o'ziga xos xususiyatlari hisobga olinadi. Kompozit
paleoekologiyaning qismlari: paleoautekologiya, paleosinekologiya, global ekologiya. Bir vaqtning o'zida paleoekologik tadqiqotlarning maxsus yo'nalishlari bo'lgan turdosh fanlar sifatida: aktuopaleontologiya, tafonomiya, biostratonomiya, paleoixnologiya, tanatologiya, teratologiya, xorologiya, paleofiziologiya, litofasiyalar tahlili, ekogeniya.
Paleoautekologiya - qadimgi organizmlarning ayrim turlarining ekologiyasi. U ikkita sohani o'z ichiga oladi: alohida qazilmalarning ekologiyasi va paleopopulyatsiyalar ekologiyasi.
Paleosinekologiya - qazilma jamoalar ekologiyasi ("senozlar"). Paleoekotizimlarni tiklash juda qiyin vazifadir, chunki bu ekotizimlarning ko'plab elementlari va butun bloklari tadqiqotchiga etib bormaydi.
Global paleoekologiya global ekologiya yoki biosferologiyaning ajralmas qismi bo'lib, metabiosferani (yoki sobiq biosferalarni), uning asosiy qayta qurishlarini, hodisalarini va ekologik inqirozlarini o'rganadi. Tirik moddaning biosferada tutgan o`rni, biotaning paydo bo`lishi va asosiy rivojlanish bosqichlari o`z vaqtida o`rganiladi.
aktuopaleontologiya - hozirgi vaqtda kuzatilayotgan tabiat hodisalaridan geologik jarayonlarni interpolyatsiya qilish uchun foydalanish;
analogiyalardan foydalaniladi. Yo'nalishni 1928 yilda R.Rixter ajratib ko'rsatgan, aktuopaleontologiyaning imkoniyatlarini S.V.Maksimova (1984) batafsilroq ochib bergan.
Tafonomiya - geologik va biologik jarayonlar kombinatsiyasi ta'sirida organizmlar qoldiqlarini ko'mish, organik qoldiqlarning biosferadan litosferaga (metabiosferaga) o'tish qonuniyatlari haqidagi ta'limot, biologiya o'rtasidagi o'tish fanidir. va geologiya. Tafonomiyani toshbo'ron qilish haqidagi ta'limotning sinonimi deb hisoblash mumkin. Tafonomiya o'rganish usullari sifatida biostratonomiya va aktuopaleontologiyani o'z ichiga oladi (batafsil ma'lumot uchun "Paleoekologiyada tafonomik usullar" bo'limiga qarang).
Biostratonomiya - bu organizmlarning turli guruhlarini jinslarning qatlamlari va paketlarida tarqalishini o'rganadigan fan. Ba'zi tadqiqotchilar biostratonomiyani tafonomiyaning tarmoqlaridan biri deb hisoblang. Qazilmalarning statistik ma'lumotlari, ularning yo'nalishi, nisbiy holati, suv omborining yuqori va pastki qismi va tekstura elementlari bilan aloqasi o'rganiladi.
Keyingi yillarda matematik statistika usullari, gistogrammalar, diagrammalar ko'rinishidagi grafik umumlashtirishlar,siklogramma.
Tanatologiya - alohida shaxslarning o'limi va organizmlarning ommaviy yo'q bo'lib ketishi sabablarini o'rganadi. Xulosalar uchun foydalaniladi
qadimiy organizmlarning yashash sharoitlarini ochish, cheklovchi omillarni aniqlash, shuningdek, mumkin bo'lgan biotik muhit omillarini o'rganish.
Paleopatologiya - paleopatologik hodisalarni o'rganadi: shikastlanishlar, yirtqichlarning hujumlari izlari, o'sish davrlarining buzilishi va boshqalar.
Horologiya - organizmlarning yashash joylari va ularning tasnifini o'rganadigan fan.
Teratologiya - o'rgimchak, deformatsiyalar haqida; bu hodisalarning sabablari oydinlashtiriladi, yashash muhiti haqida ma'lumotlar taqdim etiladi.