Paleontologi

Vetenskapen
Paleontologi
engelsk  paleontologi; Paleontologi
Ämne Biologi , geologi
Studieämne Fossiler , spår av liv
Ursprungsperiod 1800-talet
Huvudriktningar paleozoologi , paleobotani , tafonomi osv.
 Mediafiler på Wikimedia Commons

Paleontologi (från antikens grekiska παλαιοντολογία ) är vetenskapen om liv som fanns före början av holocen-epoken eller vid dess början (för cirka 11 700 år sedan), under tidigare geologiska perioder . Det involverar studier av fossiler (fossiler) för att bestämma evolutionen av organismer och deras interaktion med miljön (paleoekologi). Paleontologiska observationer har dokumenterats så tidigt som på 500-talet f.Kr. e. Paleontologi som vetenskap skapades på 1700-talet som ett resultat av Georges Cuviers arbete med jämförande anatomi och utvecklades snabbt under 1800-talet. Själva termen kommer från andra grekiska. παλαιός [ palaios ] - "uråldrig", ὄν [ på ] - "varelse, varelse" och λόγος [ logos ] - "ord, begrepp" [1] .

Paleontologi ligger på gränsen mellan biologi och geologi , men skiljer sig från arkeologi genom att den inte studerar anatomiskt moderna människor. Hon använder för närvarande metoder som dras från ett brett spektrum av vetenskaper, inklusive biokemi , matematik och ingenjörskonst . Genom att använda alla dessa metoder har paleontologer kunnat bidra till livets evolutionära historia sedan jorden blev kapabel att stödja liv, för cirka 3,8 miljarder år sedan. I takt med att kunskapen har utökats inom paleontologin har speciella grenar vuxit fram, varav några fokuserar på vissa typer av fossila organismer, medan andra studerar ekologi och aspekter av ekologisk historia, såsom forntida klimat .

Fossila rester av organismer och deras spår är det främsta beviset på forntida liv. I avsaknad av absoluta åldersdatum måste paleontologer förlita sig på relativ datering för att lösa biostratigrafiska "pussel" (arrangemanget av bergskikt från yngsta till äldsta). Att klassificera forntida organismer är också svårt, eftersom många av dem inte passar in i Linnéhierarkin , som var tänkt att klassificera moderna organismer, varför paleontologer och biologer oftare använder kladistik för att sammanställa evolutionära "stamtavlor". Under den sista fjärdedelen av 1900-talet uppstod molekylär fylogenetik , som undersöker hur nära besläktade organismer är genom att mäta likheten mellan DNA i deras genom. Molekylär fylogenetik har också använts för att uppskatta artdivergensdatum, men det finns debatt om tillförlitligheten hos den molekylära klockan som sådana uppskattningar beror på.

Översikt

Den enklaste definitionen av termen "paleontologi" är "studiet av forntida liv" [2] . Detta fält söker information om flera aspekter av forntida organismer: "deras identitet och ursprung, deras miljö och evolution, och vad de kan berätta för oss om jordens organiska och oorganiska förflutna" [3] .

Historisk vetenskap

Paleontologi är en av de historiska vetenskaperna, tillsammans med arkeologi, geologi, astronomi , kosmologi , filologi och faktiskt historien själv [4] : den syftar till att beskriva det förflutnas fenomen och rekonstruera deras orsaker [5] . Tre huvudelement i paleontologin följer härav: beskrivningen av det förflutnas fenomen; utveckling av en allmän teori om orsakerna till olika typer av förändringar; och tillämpningen av dessa teorier på konkreta fakta [4] . I ett försök att förklara det förflutna, gör paleontologer och andra historiska forskare ofta en serie hypoteser om orsakerna och letar sedan efter en " smoking gun " - bevis som fullständigt bekräftar riktigheten av en viss hypotes. Ibland upptäcks en "smoking gun" av en lyckträff under andra undersökningar. Till exempel har upptäckten av iridium , en mestadels utomjordisk metall, av Luis och Walter Alvarez vid gränsen mellan Krita och Paleogen gjort asteroidnedslag till den mest gynnade förklaringen till ursprunget till utrotningen av Krita-Paleogen , även om vulkanismens inverkan på den. fortsätter att diskuteras [6] .

Den andra huvudtypen av paleontologi är experimentell vetenskap, som ofta sägs utföras i experiment för att motbevisa hypoteser om verkan och orsaker till naturfenomen. Detta tillvägagångssätt kan inte bevisa hypotesen, eftersom vissa senare experiment kan motbevisa den, men ansamlingen av misslyckanden är ofta starka bevis för dess fördel. Men när de ställs inför helt oväntade fenomen, såsom det första beviset på osynlig joniserande strålning , tar experimentella forskare ofta samma tillvägagångssätt som historiska forskare: skapa en serie hypoteser om orsakerna, och leta sedan efter en "rykande pistol" [7 ] .

Relaterade discipliner

Paleontologi ligger i korsningen mellan biologi och geologi eftersom den fokuserar på historien om tidigare liv, men dess huvudsakliga beviskälla kommer från stenfossiler [8] [9] . Av historiska skäl är paleontologi en del av läroplanen för geologiska institutioner vid många universitet: på 1800- och början av 1900-talet upptäckte geologiska institutioner fossila bevis som var viktiga för bergsdatering, medan biologiska institutioner inte visade vederbörligt intresse för dem [10] .

Paleontologi överlappar också med arkeologi, som huvudsakligen handlar om mänskligt skapade föremål och mänskliga kvarlevor, medan paleontologer är intresserade av människans egenskaper och utveckling som art. När de arbetar med mänskliga data kan arkeologer och paleontologer arbeta tillsammans – till exempel kan paleontologer identifiera djur- eller växtfossiler runt en arkeologisk plats för att ta reda på vad människorna som bodde där åt; eller så kan de analysera klimatet under vistelsen [11]

Dessutom lånar paleontologin ofta metoder från andra vetenskaper, inklusive biologi, osteologi, ekologi, kemi, fysik och matematik [2] . Till exempel kan geokemiska signaturer från stenar hjälpa till att avgöra när livet började på jorden [12] , och analys av kolisotopförhållanden kan hjälpa till att upptäcka klimatförändringar och till och med förklara stora förändringar som massutrotningen av Perm [13] . En relativt ny disciplin, molekylär fylogenetik , jämför DNA och RNA hos moderna organismer för att återskapa "släktlinjerna" av deras evolutionära förfäder. Det har också använts för att uppskatta datumen för viktiga evolutionära milstolpar, även om detta tillvägagångssätt är kontroversiellt på grund av tvivel om tillförlitligheten hos den " molekylära klockan " [14] . Metoder från ingenjörskonst har använts för att analysera hur forntida organismers kroppar kan ha fungerat, såsom löphastigheten och bitkraften hos en Tyrannosaurus rex [15] [16] , eller mikroraptorernas flygmekanik . Det är relativt vanligt att studera fossils inre detaljer med hjälp av röntgenmikrotomografi [17] . Paleontologi, biologi, arkeologi och paleoneurobiologi går samman för att studera endokranial avgjutningar (endocasts) av arter associerade med människor för att belysa utvecklingen av den mänskliga hjärnan [18] .

Paleontologi hjälper till och med astrobiologin att undersöka möjligt liv på andra planeter genom att utveckla modeller för hur liv kan ha uppstått och genom att tillhandahålla metoder för att upptäcka bevis på liv [19]

Termen

År 1821 föreslog Eduard Eichwald termen oryctozoology (från grekiskans fossil, djur, studie) för att hänvisa till vetenskapen om fossila djur [20] . Sedan 1827 myntade och använde G. Fischer von Waldheim termen petromatognosia .

Termen paleontology (fr. Palaeontologie) föreslogs 1825 av den franske naturforskaren Ducrote de Blainville i boken "Manual of Malacology and Conchiliology", som var känd för specialister. I den kallade han paleontologi "vetenskapen om djur och geologi" [21] . Termen har förklarats i en fotnot:

Det förefaller mig användbart att skapa ett sammansatt ord för vetenskapen som handlar om studier av fossila organiska kroppar. / Il me semble utile de créer un mot composé pour désigner la science qui s'occupe de l'étude des corps organisés fossiles.

År 1834 kommer boken Systematic Bibliography of Animal Paleontology av Fischer von Waldheim, där den term som Blainville föreslagit användes i sin titel och förklarades i förordet. Efter publiceringen av Fishers bok används det nya namnet flitigt i världslitteraturen (främst på franska, ryska och engelska) [22] ; i Ryssland fastställdes termen till stor del genom ansträngningar från D. I. Sokolov på sidorna av Mining Journal .

Synonymer

Sektioner

Bland huvudsektionerna av paleontologi särskiljs paleozoologi och paleobotani . Paleozoologi delas in i ryggradslösa paleozoologi (inklusive paleoentomologi ) och ryggradsdjurs paleozoologi. Och paleobotanik - om paleoalgologi (fossila alger), paleopalinologi (pollen och sporer från antika växter), paleokarpologi (frön av gamla växter) och andra sektioner. Det finns också paleomycology - studiet av fossila rester av svampar. Mikropaleontologi är studiet av antika mikroorganismer. Skapandet av paleoekologi gjorde det möjligt att spåra kopplingarna mellan tidigare organismer med varandra och med miljön inom populationer , folkräkningar och hela befolkningen i forntida bassänger. Andra grenar inkluderar paleobiogeografi , tafonomi , biostratonomy och paleoichnology .

Klassificeringar av forntida organismer

Ett enkelt exempel på ett kladogram Varmblodighet uppstod någonstans i övergången från synapsider till däggdjur. ? Varmblodighet utvecklades också vid en av dessa punkter - ett exempel på konvergent evolution .
   
  


Det är viktigt att namnge grupper av organismer på ett begripligt och utbrett sätt, eftersom en del av konflikten inom paleontologin bygger just på missförstånd av namn [23] . Linnésk taxonomi används ofta för att klassificera levande organismer , men den stöter på svårigheter när man hanterar nyupptäckta organismer. Det är till exempel svårt att avgöra på vilken nivå man ska placera en ny högre rankad grupp, till exempel ett släkte , en familj eller en ordning ; detta är viktigt eftersom de Linnéska reglerna för att namnge grupper är knutna till dessa led, och om en grupp flyttas till en annan nivå måste den alltså döpas om [24] .

Paleontologer använder vanligtvis metoder baserade på kladistik, en teknik för att utveckla ett evolutionärt "släktträd" för många organismer [23] . Detta bygger på logiken att om grupperna B och C har fler likheter med varandra än någon av dem har med grupp A, så är B och C närmare besläktade med varandra än någon av dem är till grupp A. Skillnaderna som jämförelser kan vara anatomiska , såsom närvaron av en notokord , eller molekylär , där DNA-sekvenser eller strukturen hos proteiner jämförs. Resultatet av en framgångsrik analys är en hierarki av klader (grupper) som har en gemensam förfader. Helst har "släktträdet" bara två grenar som leder från varje nod ("anslutningen"), men ibland finns det inte tillräckligt med information för detta, och paleontologer får nöja sig med anslutningar som har flera grenar. Men kladistik har också nackdelar på grund av att det finns konvergens , vissa organ har utvecklats mer än en gång, och detta måste tas i beaktande när man analyserar och bygger grenar [25] .

Evolutionär utvecklingsbiologi , vanligen förkortad till " Evo Devo ", hjälper också paleontologer att skapa "familjer" och förstå fossiler. Till exempel antyder den embryologiska utvecklingen av vissa moderna brachiopoder att de kan vara ättlingar till halkieriiderna som dog ut under kambrium [26] .

Historik

Människor har hittat fossila rester av levande organismer sedan urminnes tider. Information om dem var känd även för forntida naturforskare, såsom Xenophanes , Herodotus , Aristoteles , etc. Vidare återupptas studien av fossiler under renässansen , tack vare forskare, bland vilka var Leonardo da Vinci , Girolamo Fracastoro , Bernard Palissy , George Agricola . Men tanken att kvarlevorna tillhör utdöda organismer dök upp senare - en av de första var förmodligen den danske naturforskaren Nikolaus Steno och den engelske naturforskaren Robert Hooke .

Leonardo da Vinci skrev i början av 1500-talet att stenskalen nära Verona var rester av marina blötdjur som hamnade där på grund av förändringar i gränserna mellan land och hav, men denna idé var inte dominerande under lång tid. Under 1500- och 1700-talen fick den hypotes som forntida filosofer lade fram mer utbredd, enligt vilken fossiler växte direkt i klipporna under påverkan av någon formbildande kraft. Samtidigt ansågs fossilernas likhet med levande varelser vara en konsekvens av att båda bildas under inflytande av samma krafter och energier. [27]

Georges Cuvier anses vara grundaren av paleontologi som en vetenskaplig disciplin . Uppkomsten av paleobotanik är förknippad med namnet Adolphe Brongniard . Jean Baptiste Lamarck skapade den första evolutionsteorin. En speciell plats intar forskning inom paleontologiområdet av Carl Rulier .

Ett nytt skede i paleontologins utveckling börjar med framträdandet 1859 av den mest kompletta dåtidens evolutionsteori av Charles Darwin , som hade ett avgörande inflytande på all vidareutveckling av naturvetenskapen. Modern evolutionär paleontologi grundades av Vladimir Kovalevsky . Det var tack vare Kovalevskys forskning och hans upptäckter som darwinismen fick en paleontologiskt underbyggd bas [28] .

Se även

Anteckningar

  1. ↑ "paleontologi" . Online etymologiordbok . Arkiverad från originalet 2013-03-07.
  2. ↑ 1 2 Cowen, R. Livets historia . — 3:a. - Blackwell Science , 2000. - C. xi. — ISBN 0-632-04444-6 .
  3. ↑ Laporte, L.F. Vad är trots allt paleontologi? // PALAIOS. - 1988. - Oktober ( vol. 3 , nr 5 ). - S. 453 . - doi : 10.2307/3514718 . - . — .
  4. ↑ 1 2 Laudan, R. Vad är så speciellt med det förflutna? // Historia och evolution / Nitecki, MH; Nitecki, DV. - SUNY Press, 1992. - S. 58. - ISBN 0-7914-1211-3 .
  5. ↑ Cleland, CE Metodologiska och epistemiska skillnader mellan historisk vetenskap och experimentell vetenskap  // Science  Philosophy: journal. - 2002. - September ( vol. 69 , nr 3 ). - s. 474-496 . - doi : 10.1086/342453 . Arkiverad från originalet den 3 oktober 2008.
  6. ↑ Cleland, CE Metodologiska och epistemiska skillnader mellan historisk vetenskap och experimentell vetenskap  // Science  Philosophy: journal. - 2002. - September ( vol. 69 , nr 3 ). - s. 474-496 . - doi : 10.1086/342453 . Arkiverad från originalet den 3 oktober 2008.
  7. ↑ Cleland, CE Metodologiska och epistemiska skillnader mellan historisk vetenskap och experimentell vetenskap  // Science  Philosophy: journal. - 2002. - September ( vol. 69 , nr 3 ). - s. 474-496 . - doi : 10.1086/342453 . Arkiverad från originalet den 3 oktober 2008.
  8. ↑ paleontologi | vetenskap  (engelska) . Arkiverad från originalet den 24 augusti 2017. Hämtad 24 augusti 2017.
  9. ↑ McGraw-Hill Encyclopedia of Science &  Technology . - McGraw-Hill Education , 2002. - P. 58. - ISBN 0-07-913665-6 .
  10. ↑ Laudan, R. Vad är så speciellt med det förflutna? // Historia och evolution / Nitecki, MH; Nitecki, DV. - SUNY Press, 1992. - S. 57. - ISBN 0-7914-1211-3 .
  11. ↑ Hur skiljer sig paleontologi från antropologi och arkeologi? . University of California Museum of Paleontology. Hämtad 17 september 2008. Arkiverad från originalet 16 september 2008.
  12. ↑ Brasier, M.; McLoughlin, N.; Green, O.; Wacey, D. En ny titt på de fossila bevisen för tidigt arkeiskt cellulärt liv  (engelska)  // Philosophical Transactions of the Royal Society B  : journal. - 2006. - Juni ( vol. 361 , nr 1470 ). - P. 887-902 . - doi : 10.1098/rstb.2006.1835 . — PMID 16754605 . Arkiverad från originalet den 11 september 2008.
  13. ↑ Twitchett RJ; LooyCV; Morante R; Visscher H; Wignall PB Snabb och synkron kollaps av marina och terrestra ekosystem under den biotiska krisen i slutet av Perm  (engelska)  // Geology : journal. - 2001. - Vol. 29 , nr. 4 . - s. 351-354 . - doi : 10.1130/0091-7613(2001)029<0351:RASCOM>2.0.CO;2 . - .
  14. ↑ Peterson, Kevin J.; Butterfield, NJ Ursprunget av Eumetazoa: Testa ekologiska förutsägelser av molekylära klockor mot det proterozoiska fossila rekordet  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal  . - 2005. - Vol. 102 , nr. 27 . - P. 9547-9552 . - doi : 10.1073/pnas.0503660102 . - . — PMID 15983372 .
  15. ↑ Hutchinson, JR; Garcia, M. Tyrannosaurus var ingen snabb löpare  (engelska)  // Nature. - 2002. - 28 februari ( vol. 415 , nr 6875 ). - P. 1018-1021 . - doi : 10.1038/4151018a . — . — PMID 11875567 . Sammanfattning i pressmeddelande No Olympian: Analys tips T. rex sprang långsamt, om alls Arkiverad 15 april 2008.
  16. ↑ Meers, MB Maximal bettkraft och bytesstorlek för Tyrannosaurus rex och deras relationer till slutsatsen av ätbeteende  // Historisk  biologi : journal. — Taylor & Francis , 2003. — August ( vol. 16 , nr 1 ). - S. 1-12 . - doi : 10.1080/0891296021000050755 .
  17. ↑ Den fyra bevingade dinosauren: Vindtunneltest . NOVA. Hämtad 5 juni 2010. Arkiverad från originalet 6 november 2009.
  18. ↑ Bruner, Emiliano. Geometrisk morfometri och paleoneurologi: utveckling av hjärnform i släktet Homo  (engelska)  // Journal of Human Evolution  : tidskrift. - 2004. - November ( vol. 47 , nr 5 ). - s. 279-303 . - doi : 10.1016/j.jhevol.2004.03.009 . — PMID 15530349 .
  19. ↑ Cady, S.L. Astrobiology : A New Frontier for 21st Century Paleontologists  //  PALAIOS : journal. - 1998. - April ( vol. 13 , nr 2 ). - S. 95-97 . - doi : 10.2307/3515482 . - . — PMID 11542813 . — .
  20. ↑ Eichwald E. Ideen zu einer systematischen Oryctozoologie. — Mitau, 1821.
  21. ↑ Ducrotay de Blainville HM Manuel de malacologie et de conchyliologie. - Paris, 1825. - S. 225.
  22. ↑ Davitashvili L. Sh., Khimshiashvili N. G. Om historien om termen "paleontologi" och några andra namn på vetenskapen om tidigare organismer // Problem i historien om naturvetenskap och teknik. - 1956. - Nr 2. - S. 176-182.
  23. ↑ 1 2 Christopher A. Brochu, Colin D. Sumrall. Fylogenetisk nomenklatur och paleontologi  // Journal of Paleontology. - 2001. - T. 75 , nr. 4 . — S. 754–757 . — ISSN 0022-3360 . Arkiverad från originalet den 9 augusti 2020.
  24. ↑ Marc Ereshefsky. Linnéhierarkins fattigdom: A Philosophical Study of Biological Taxonomy . - Cambridge University Press, 2000-11-27. — 330 s. — ISBN 978-1-139-43001-2 .
  25. ↑ Cowen, Richard, 1940-. livets historia . — 3:e uppl. - Malden, Mass.: Blackwell Science, 2000. - 1 onlineresurs (xv, 432 sidor) sid. - ISBN 0-632-06119-7 , 978-0-632-06119-8.
  26. ↑ Wayback-maskin . web.archive.org (3 oktober 2008). Hämtad: 3 augusti 2020.
  27. ↑ Professor Beringer's iconoliths Arkivexemplar daterad 27 juni 2020 på Wayback Machine , A. Mironenko, elementy.ru 25 juni 2020.
  28. ↑ Todes, Daniel. V. O. Kovalevsky. Uppkomsten, innehållet och uppfattningen av hans verk om paleontologi. - M . : Nestor-History, 2005. - 102 sid. — ISBN 5-98187-085-0 .

Litteratur

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
 Avsnitt av biologi
 Geologi
teoretisk
Dynamisk
historisk
Applicerad
Övrig
Kategori Geologi