Lịch sử phát triển của hành tinh chúng ta được nghiên cứu bởi hầu hết các ngành khoa học, và mỗi ngành có một phương pháp riêng. Ví dụ, cổ sinh vật học đề cập đến khoa học nghiên cứu các kỷ nguyên địa chất lâu đời, thế giới hữu cơ của chúng và các mô hình xảy ra trong quá trình phát triển của nó. Tất cả điều này được kết nối chặt chẽ với việc nghiên cứu các dấu vết được bảo tồn của động vật, thực vật cổ đại, hoạt động quan trọng của chúng trong các hóa thạch hóa thạch. Tuy nhiên, mỗi ngành khoa học khác xa với một phương pháp nghiên cứu Trái đất, chúng thường tồn tại dưới dạng một tập hợp các phương pháp, và khoa học cổ sinh vật học cũng không ngoại lệ.
Khoa học
Để định hướng thuật ngữ tốt hơn, trước khi làm quen với phương pháp cổ sinh vật học, cần phải dịch tên phức tạp của ngành khoa học này từ tiếng Hy Lạp. Nó bao gồm ba từ: palaios, ontos và logo - "cổ xưa", "hiện tại" và "giảng dạy". Kết quả là, khoa học cổ sinh vật họckhôi phục, làm rõ, nghiên cứu các điều kiện nơi các loài thực vật và động vật đã tuyệt chủng từ lâu sống, khám phá cách thức phát triển các mối quan hệ sinh thái giữa các sinh vật, cũng như mối quan hệ giữa các sinh vật hiện có và môi trường phi sinh học (sau này được gọi là sinh thái). Phương pháp cổ sinh vật học nghiên cứu các cách thức phát triển của hành tinh liên quan đến hai phần của khoa học này: cổ sinh vật học và cổ sinh vật học.
Nghiên cứu sau này nghiên cứu quá khứ địa chất của Trái đất thông qua thế giới động vật tồn tại trong những thời đại đó và lần lượt được phân chia thành cổ sinh của động vật có xương sống và cổ sinh của động vật không xương sống. Giờ đây, các phần mới hiện đại cũng đã được thêm vào đây: cổ sinh vật học, taphonomy và cổ sinh vật học. Phương pháp cổ sinh vật học nghiên cứu Trái đất được sử dụng trong tất cả. Cổ sinh vật học là một phần nghiên cứu môi trường sống và điều kiện trong đó với tất cả các mối quan hệ của các sinh vật trong quá khứ địa chất xa xôi, sự thay đổi của chúng trong quá trình phát triển lịch sử dưới áp lực của hoàn cảnh. Taphonomy khám phá trạng thái hóa thạch của các sinh vật trong các mô hình chôn cất chúng sau khi chết, cũng như các điều kiện bảo quản chúng. Paleobiography (hay địa lý cổ sinh vật) cho thấy sự phân bố của một số sinh vật nhất định trong lịch sử địa chất của chúng. Như vậy, hóa ra phương pháp cổ sinh vật học là nghiên cứu quá trình chuyển xác thực vật và động vật sang trạng thái hóa thạch.
Bước
Việc bảo tồn các sinh vật hóa thạch trong đá trầm tích trong quá trình này bao gồm ba giai đoạn. Đầu tiên là khi các chất cặn bã hữu cơ tích tụlà kết quả của cái chết của các sinh vật, sự phân hủy và phá hủy bộ xương và các mô mềm của chúng do tác động của oxy và vi khuẩn. Các địa điểm phá dỡ tích tụ những vật chất như vậy dưới dạng các quần xã sinh vật chết, và chúng được gọi là thanatocenose. Giai đoạn thứ hai trong quá trình bảo tồn các sinh vật hóa thạch là chôn cất. Hầu như luôn luôn, các điều kiện được tạo ra trong đó tầng sinh môn được bao phủ bởi trầm tích, làm hạn chế sự tiếp cận của oxy, nhưng quá trình tiêu diệt sinh vật vẫn tiếp tục, vì vi khuẩn kỵ khí vẫn hoạt động.
Mọi thứ phụ thuộc vào tốc độ chôn cất của hài cốt, đôi khi bùn lắng di chuyển nhanh chóng, và chôn cất thay đổi ít. Việc chôn cất như vậy được gọi là taphocenosis, và phương pháp cổ sinh vật học khám phá điều này với hiệu quả lớn hơn nhiều. Giai đoạn thứ ba trong quá trình bảo tồn sinh vật hóa thạch là quá trình hóa thạch, tức là quá trình biến trầm tích rời thành đá rắn, trong đó xác hữu cơ đồng thời biến thành hóa thạch. Điều này xảy ra dưới ảnh hưởng của các yếu tố hóa học khác nhau, nghiên cứu phương pháp cổ sinh trong địa chất: các quá trình hóa đá, kết tinh lại và khoáng hóa. Và phức hợp các sinh vật hóa thạch ở đây được gọi là oryctocenosis.
Xác định tuổi của đá
Phương pháp cổ sinh vật học cho phép bạn xác định tuổi của đá bằng cách kiểm tra các hóa thạch còn sót lại của động vật biển đã được bảo tồn qua quá trình hóa đá và khoáng hóa. Tất nhiên, người ta không thể làm gì mà không phân loại các loại sinh vật cổ đại. Nó tồn tại, và với sự trợ giúp của nó, các sinh vật thời tiền sử được tìm thấy trong khối đá được nghiên cứu. Nghiên cứu diễn racác nguyên tắc sau: bản chất tiến hóa của sự phát triển của thế giới hữu cơ, sự thay đổi dần dần theo thời gian của các phức hợp không lặp lại của các sinh vật chết và tính không thể đảo ngược của quá trình tiến hóa của toàn bộ thế giới hữu cơ được xác định. Mọi thứ có thể được nghiên cứu với sự trợ giúp của các phương pháp cổ sinh chỉ liên quan đến các kỷ nguyên địa chất đã qua lâu đời.
Khi xác định các mẫu, cần phải được hướng dẫn bởi các điều khoản quan trọng nhất cung cấp cho việc sử dụng các phương pháp đó. Thứ nhất, trong các thành tạo trầm tích ở mỗi phức hệ đều có các sinh vật hóa thạch vốn chỉ có ở nó, đây là đặc điểm đặc trưng nhất. Các phương pháp nghiên cứu cổ sinh giúp xác định được các tầng đá có cùng tuổi, vì chúng chứa các sinh vật hóa thạch giống nhau hoặc giống hệt nhau. Đây là đặc điểm thứ hai. Và thứ ba là mặt cắt thẳng đứng của các đá trầm tích là hoàn toàn giống nhau ở tất cả các lục địa! Nó luôn tuân theo cùng một trình tự trong sự kế tiếp của các sinh vật hóa thạch.
Hướng dẫn Hóa thạch
Các phương pháp nghiên cứu cổ sinh bao gồm phương pháp hướng dẫn hóa thạch, cũng được sử dụng để xác định tuổi địa chất của đá. Các yêu cầu để hướng dẫn hóa thạch như sau: tiến hóa nhanh (lên đến ba mươi triệu năm), phân bố dọc là nhỏ, và phân bố ngang rộng, thường xuyên và được bảo tồn tốt. Ví dụ, nó có thể là lamellar-mang, belemnites, ammonites, Brachionodes, San hô, Surveyocyates, v.v.giống. Tuy nhiên, phần lớn các hóa thạch không bị giới hạn chặt chẽ trong một đường chân trời nhất định, và do đó chúng không thể được tìm thấy trong tất cả các phần. Ngoài ra, phức hợp hóa thạch này có thể được tìm thấy trong bất kỳ khoảng thời gian nào khác của cùng một khu vực. Và do đó, trong những trường hợp như vậy, một phương pháp cổ sinh vật học thậm chí còn thú vị hơn để nghiên cứu sự tiến hóa được sử dụng. Đây là phương pháp hướng dẫn tập hợp các biểu mẫu.
Các hình thức hoàn toàn khác nhau về ý nghĩa, và do đó cũng có một sự chia nhỏ cho chúng. Đây là các dạng kiểm soát (hoặc đặc trưng) tồn tại trước thời điểm được nghiên cứu tại một thời điểm nhất định và biến mất trong đó, hoặc chỉ tồn tại trong đó, hoặc dân số phát triển mạnh tại một thời điểm nhất định, và sự biến mất xảy ra ngay sau đó. Ngoài ra còn có các dạng thuộc địa xuất hiện vào cuối thời kỳ đang được nghiên cứu, và bằng sự xuất hiện của chúng, người ta có thể xác lập ranh giới địa tầng. Dạng thứ ba là di vật, tức là còn tồn tại, chúng là đặc trưng của thời kỳ trước, sau đó đến thời kỳ nghiên cứu, chúng xuất hiện ngày càng ít và nhanh chóng biến mất. Và các hình thức lặp lại là khả thi nhất, vì sự phát triển của chúng vào những thời điểm không thuận lợi sẽ mất dần và khi hoàn cảnh thay đổi, quần thể của chúng lại phát triển mạnh mẽ.
Phương pháp cổ sinh vật học trong sinh học
Sinh học tiến hóa sử dụng khá nhiều phương pháp từ các ngành khoa học liên quan. Kinh nghiệm phong phú nhất đã được tích lũy trong cổ sinh vật học, hình thái học, di truyền học, địa lý sinh học, phân loại học và các ngành khác. Anh ấy đã trở thành cơ sở chính, vớivới sự trợ giúp của nó, có thể biến những ý tưởng siêu hình về sự phát triển của các sinh vật thành sự thật khoa học nhất. Các phương pháp sinh học đại cương đặc biệt hữu ích. Ví dụ, cổ sinh vật học được bao gồm trong tất cả các nghiên cứu về sự tiến hóa và có thể áp dụng cho việc nghiên cứu hầu hết các quá trình tiến hóa. Thông tin lớn nhất chứa đựng trong việc áp dụng các phương pháp này về trạng thái của sinh quyển; có thể theo dõi tất cả các giai đoạn phát triển của thế giới hữu cơ cho đến thời đại của chúng ta bằng các chuỗi thay đổi của các loài động vật và thực vật. Các dữ kiện quan trọng nhất cũng được xác định là các dạng trung gian của hóa thạch, sự phục hồi của chuỗi phát sinh loài, khám phá ra các chuỗi khi xuất hiện các dạng hóa thạch.
Phương pháp cổ sinh vật học nghiên cứu sinh học không đơn độc. Có hai trong số chúng, và cả hai đều liên quan đến quá trình tiến hóa. Phương pháp phát sinh loài dựa trên nguyên tắc thiết lập quan hệ họ hàng giữa các sinh vật (ví dụ, phát sinh loài là sự phát triển lịch sử của một dạng nhất định, được truy tìm thông qua tổ tiên). Phương pháp thứ hai là di truyền sinh học, trong đó nghiên cứu sự phát sinh, tức là sự phát triển cá thể của một sinh vật nhất định. Phương pháp này cũng có thể được gọi là so sánh-phôi học hoặc so sánh-giải phẫu, khi tất cả các giai đoạn phát triển của cá thể được nghiên cứu được theo dõi từ khi phôi thai xuất hiện đến trạng thái trưởng thành. Đây là phương pháp cổ sinh vật học trong sinh học giúp thiết lập sự xuất hiện của các dấu hiệu tương đối và theo dõi sự phát triển của chúng, áp dụng thông tin nhận được cho sinh địa tầng - loài, chi, họ, thứ tự, lớp, loại, vương quốc. Định nghĩa nghe có vẻ như thế này: một phương pháp tìm ra mối quan hệ của các sinh vật cổ đại được tìm thấy trong lớp vỏ trái đất khác nhaucác lớp địa chất, - cổ sinh vật học.
Kết quả nghiên cứu
Một nghiên cứu dài về tàn tích của các sinh vật đã tuyệt chủng từ lâu cho thấy rằng các dạng động thực vật có tổ chức thấp nhất, tức là các dạng động vật và thực vật nguyên thủy được tìm thấy trong các lớp đá xa xôi nhất, cổ xưa nhất. Ngược lại, những công ty có tổ chức cao lại gần gũi hơn với những khoản tiền gửi trẻ hơn. Và không phải tất cả các hóa thạch đều có ý nghĩa như nhau đối với việc xác lập tuổi của chúng, vì thế giới hữu cơ đã thay đổi rất không đồng đều. Một số loài động vật và thực vật tồn tại trong một thời gian rất dài, trong khi những loài khác chết gần như ngay lập tức. Nếu phần còn lại của các sinh vật được tìm thấy trong nhiều lớp và mở rộng ra xa theo chiều dọc trong phần, chẳng hạn như từ kỷ Cambri đến nay, thì những sinh vật này nên được gọi là sống lâu.
Với sự tham gia của các hóa thạch sống lâu, ngay cả phương pháp cổ sinh vật học trong sinh học cũng không thể giúp xác định tuổi chính xác của sự tồn tại của chúng. Chúng hướng dẫn, như đã giải thích ở trên, và do đó chúng được tìm thấy ở những nơi rất khác nhau và thường rất xa nhau, tức là, phân bố địa lý của chúng rất rộng. Ngoài ra, chúng không phải là một tìm thấy hiếm, luôn có một số lượng rất lớn trong số chúng. Nhưng chính các hóa thạch, phân bố trong các tầng đá khác nhau, đã giúp việc thiết lập chuỗi thay đổi của các dạng hàng đầu trở nên dễ dàng hơn bằng cách sử dụng các phương pháp sinh học nói chung. Phương pháp cổ sinh không thể thiếu trong việc nghiên cứu các sinh vật cổ bị thời gian ẩn giấu dưới lớp đá trầm tích.
Một chút lịch sử
So sánh khác nhaucác lớp đá và nghiên cứu các hóa thạch có trong chúng để xác định tuổi tương đối của chúng - đây là phương pháp cổ sinh vật học được đề xuất vào thế kỷ thứ mười tám bởi nhà khoa học người Anh W. Smith. Ông đã viết các bài báo khoa học đầu tiên trong lĩnh vực khoa học này rằng các lớp hóa thạch là giống hệt nhau. Chúng liên tiếp được lắng đọng thành các lớp dưới đáy đại dương, và mỗi lớp chứa phần còn lại của các sinh vật đã chết tồn tại ngay tại thời điểm hình thành lớp này. Do đó, mỗi lớp chỉ chứa các hóa thạch của riêng nó, từ đó có thể xác định thời gian hình thành đá ở các khu vực khác nhau.
Các giai đoạn của trạng thái sự sống trong quá trình phát triển của nó được so sánh bằng phương pháp cổ sinh vật học, và thời gian của các sự kiện được thiết lập rất tương đối, nhưng trình tự của chúng, cũng như trình tự lịch sử địa chất ở tất cả các giai đoạn của nó, có thể được truy xuất nguồn gốc một cách đáng tin cậy. Do đó, kiến thức về lịch sử phát triển của một phần nhất định của vỏ Trái đất xảy ra thông qua việc thành lập và phục hồi trình tự biến đổi của các sự kiện địa chất, toàn bộ con đường có thể được truy tìm từ những tảng đá cổ nhất đến trẻ nhất. Đây là lý do cho những thay đổi dẫn đến diện mạo hiện đại của cuộc sống trên hành tinh đang được làm rõ.
Trong địa chất
Phương pháp cổ sinh trong địa chất lần đầu tiên được đề xuất trước đó nhiều. Điều này đã được thực hiện bởi Dane N. Steno vào giữa thế kỷ XVII. Hơn nữa, ông đã trình bày khá chính xác quá trình hình thành trầm tích của vật chất trong nước, và do đóông đã rút ra hai kết luận chính. Thứ nhất, mỗi lớp nhất thiết phải được giới hạn bởi các bề mặt song song mà ban đầu nằm theo chiều ngang, và thứ hai, mỗi lớp phải có một mức độ nằm ngang rất đáng kể, và do đó chiếm một diện tích rất lớn. Điều này có nghĩa là nếu chúng ta quan sát sự xuất hiện của các lớp theo chiều nghiêng, thì chúng ta có thể chắc chắn rằng sự xuất hiện của sự xuất hiện này là kết quả của một số quá trình tiếp theo. Nhà khoa học đã tiến hành khảo sát địa chất ở Tuscany (Ý) và xác định chính xác tuyệt đối tuổi xuất hiện tương đối theo vị trí tương hỗ của các loại đá.
Kỹ sư người Anh W. Smith đã quan sát con kênh được đào một thế kỷ sau đó và không thể không chú ý đến các lớp đá liền kề. Tất cả chúng đều chứa các chất hữu cơ hóa thạch tương tự. Nhưng ông mô tả các lớp cách xa nhau có thành phần khác biệt rõ rệt. Công việc của Smith đã thu hút sự quan tâm của các nhà địa chất người Pháp Brongniard và Cuvier, những người đã sử dụng phương pháp cổ sinh vật học được đề xuất và vào năm 1807 đã hoàn thành một mô tả khoáng vật học với bản đồ địa lý của toàn bộ lưu vực Paris. Trên bản đồ có ghi rõ sự phân bố của các địa tầng với chỉ dẫn về tuổi. Thật khó để đánh giá quá cao tầm quan trọng của tất cả những nghiên cứu này, chúng là vô giá, vì cả khoa học và địa chất và sinh học đều bắt đầu phát triển đặc biệt mạnh mẽ trên cơ sở này.
Lý thuyết của Darwin
Những người sáng lập ra phương pháp cổ sinh vật học xác định tuổi của đá bằng cách phân chia của chúng đã cung cấp cơ sở cho sự xuất hiện của một biện minh thực sự khoa học, vì dựa trên khám phá của Brongniard, Cuvier, Smith và Steno,cơ sở mới mang tính cách mạng và thực sự khoa học của phương pháp này. Một giả thuyết về nguồn gốc của các loài đã xuất hiện, điều này chứng minh rằng thế giới hữu cơ không phải là những trung tâm sống rải rác riêng biệt mà sinh ra và chết đi trong một số thời kỳ địa chất. Sự sống trên Trái đất đã xếp hàng theo lý thuyết này với sức thuyết phục phi thường. Cô không phải ngẫu nhiên trong bất kỳ biểu hiện nào của mình. Như thể một loài cây vĩ đại (và nhân tiện, được truyền tụng trong nhiều câu chuyện thần thoại của các dân tộc cổ đại) bao phủ trái đất với những cành già cỗi (đã chết), và theo chiều cao nó nở hoa và phát triển mãi mãi - đây là cách Darwin thể hiện sự tiến hóa.
Nhờ lý thuyết này, các hóa thạch hữu cơ đã được quan tâm đặc biệt như tổ tiên và họ hàng của tất cả các sinh vật hiện đại. Đây không còn là "những viên đá có hình dạng" hay "sự tò mò của tự nhiên" với những hình dạng khác thường. Chúng trở thành những tài liệu quan trọng nhất của lịch sử, cho thấy chính xác sự sống hữu cơ phát triển trên Trái đất như thế nào. Và phương pháp cổ sinh bắt đầu được áp dụng rộng rãi nhất có thể. Toàn bộ địa cầu của trái đất đang được nghiên cứu: đá của các lục địa khác nhau được so sánh theo các phần càng xa nhau càng tốt. Và tất cả những nghiên cứu này chỉ xác nhận lý thuyết của Darwin.
Dạng sống
Người ta chứng minh rằng toàn bộ thế giới hữu cơ, xuất hiện ở giai đoạn phát triển đầu tiên, sớm nhất trong lịch sử của Trái đất, đã thay đổi liên tục. Nó bị ảnh hưởng bởi các điều kiện và hoàn cảnh bên ngoài, và do đó những loài yếu sẽ chết đi, còn những loài mạnh thì thích nghi và cải thiện. Phát triển được tiến hành từ hầu hếtnhững sinh vật đơn giản, được gọi là có tổ chức thấp đến những sinh vật có tổ chức cao, hoàn hảo hơn. Quá trình tiến hóa là không thể đảo ngược, và do đó tất cả các sinh vật đã thích nghi sẽ không bao giờ có thể trở lại trạng thái ban đầu, những dấu hiệu mới xuất hiện sẽ không biến mất ở đâu cả. Đó là lý do tại sao chúng ta sẽ không bao giờ nhìn thấy sự tồn tại của các sinh vật đã biến mất trên bề mặt trái đất. Và chỉ bằng phương pháp cổ sinh vật học, chúng ta mới có thể nghiên cứu tàn tích của chúng trong các khối đá.
Tuy nhiên, tất cả các vấn đề về xác định tuổi của các lớp đã được giải quyết. Các hóa thạch giống hệt nhau nằm trong các lớp đá khác nhau không phải lúc nào cũng đảm bảo tuổi của các lớp này giống nhau. Thực tế là nhiều loài thực vật và động vật có khả năng thích nghi với điều kiện môi trường tuyệt vời đến mức hàng triệu năm lịch sử địa chất của chúng đã tồn tại mà không có bất kỳ thay đổi đáng kể nào, và do đó di tích của chúng có thể được tìm thấy trong hầu hết các trầm tích có tuổi. Nhưng các sinh vật khác đã tiến hóa với tốc độ khủng khiếp, và chính chúng là những người có thể cho các nhà khoa học biết tuổi của tảng đá mà chúng được tìm thấy.
Quá trình thay đổi theo thời gian của các loài động vật không thể xảy ra ngay lập tức. Và các loài mới không xuất hiện đồng thời ở những nơi khác nhau, chúng định cư với tốc độ khác nhau, và chúng cũng không chết cùng một lúc. Các loài di tích có thể được tìm thấy ngày nay trong hệ động vật của Úc. Chẳng hạn như Kanguru và nhiều loài thú có túi khác ở các lục địa khác, đã chết cách đây rất lâu. Nhưng phương pháp cổ sinh vật học nghiên cứu đá vẫn giúp các nhà khoa học tiến gần hơn đến sự thật.
