Палеонтолог. Описание профессии

Палеонтолог – это ученый, изучающий ископаемые остатки вымерших организмов: животных, растений, бактерий. Как научная дисциплина она возникла около 200 лет назад, хотя окаменелые останки животных привлекали внимание людей ещё в глубокой древности.

Палеонтология – раздел геологии (науки о земле), однако по объекту исследования она ближе к биологическим наукам, так как изучает все возможные проявления жизни геологическом прошлом.

Разные разделы палеонтологии изучают:
– палеозоология – древние останки позвоночных и беспозвоночных животных (в том числе насекомыех);
– палеоботаника – ископаемые водоросли, пыльцу и споры (палеопалинология), семена (палеокарпология) древних растений и др.;
– палеомикология – ископаемые остатков грибов;
– микропалеонтология– древние микроорганизмы;
– палеобиогеография – закономерности географического распространения ископаемых организмов;
– тафономия – закономерности процессов захоронения (образования местонахождений) ископаемых остатков организмов;
– палеоэкология – связи организмов прошлого друг с другом и с окружающей средой;
и др.

Самыми древними палеонтологами можно назвать китайских умельцев, еще три тысячи лет тому назад они добывали кости и зубы окаменелых динозавров и считали свои находки доказательством существования драконов.

В Европе первое упоминание о древних животных содержится в книге «Естественная история Оксфордшира» профессора Роберта Плота, изданной в 1677 г. В ней описывалась бедренная кость гигантского ископаемого ящера. Но по тем временам о динозаврах еще не знали. Основной версией же стала принадлежность кости гигантскому человеку – титану, который жил в древние времена.

Столь известное сейчас слово «динозавр» было впервые озвучено знаменитым английским ученым Робертом Оуэном. Так он назвал в 1841 году древних животных, которых ранее именовал «толстокожими вторичного периода». Вторичным периодом в те времена считали мезозойскую эру, а к толстокожим также приравнивали слонов, бегемотов и носорогов.

Палеонтолог – очень редкая профессия и несколько «не от мира сего». Многие выдающиеся палеонтологи, вероятно, вполне комфортно чувствовали бы себя в болотах девонского периода или в хвойных лесах – карбонового.

К сожалению, человек живет недостаточно долго, чтобы непосредственно наблюдать процесс эволюции. Поэтому для понимания того, как происходит эволюция и каковы её причины, приходится восстанавливать ее по кусочкам, откапывая их из недр земли.
Палеонтолог пытается выстроить целостную картину мира прошлого. Он собирает своего рода пазлы, где каждый ископаемый элемент занимает своё место.

И так же, как знание истории помогает нам понимать современные события в политике, знание естественной истории объясняет многие явления в животном и растительном мире.

Данные, накопленные палеонтологами, играли важную роль в датировке различных геологических событий, в создании теории эволюции Чарльза Дарвина и теории дрейфа континентов Альфреда Вегенера.

Современная эволюционная палеонтология была основана Владимиром Ковалевским. Его исследования подтвердили мысль Дарвина, что животные не всегда были такими, как теперь, их современный облик складывался в процессе эволюции.

В наши дни большую роль играют возможности генетики. Генетическая связь между отдельными организмами позволила выстроить некоторые генетические линии, связанные друг с другом переходными видами

Где работают палеонтологи

Прежде всего, в научно-исследовательских институтах Академии Наук и различных геологических производственных организациях, как в нашей стране, так и за рубежом. Есть палеонтологи и среди музейных работников и экскурсоводов, преподавателей ВУЗов, школ и организаций дополнительного образования. Палеонтологические знания могут использоваться даже в криминалистике.

Качества палеонтолога

Как и для любого ученого, для палеонтолога необходимо иметь способности к анализу, сравнению и обобщению. Кроме того, важно быть терпеливым в кропотливой работе. Нередко от ученых требуется незаурядное воображение, поскольку палеонтологам больше, чем кому-либо приходится сталкиваться с явлениями, не имеющими аналогов в современности. Можете ли вы представить себе животное, представлявшее собой гофрированную мембрану, похожую на картонку от яиц?

Для палеонтологов, работающих в полевых условиях на раскопках, также важны крепкое здоровье и физическая выносливость.

Пригодится и знание иностранных языков – для общения с иностранными коллегами, участия в международных экспедициях и минералогических выставках.

Где учат стать палеонтологом?

Кафедра палеонтологии есть на геологических факультетах Московского государственного университета, Санкт-Петербургского государственного университета, Новосибирского государственного университета. Кроме того, можно заниматься изучением ископаемых остатков, имея высшее биологическое образование со специализацией в зоологии или ботанике. Подробнее вам расскажут на кафедре университета, увлеченных людей не так и мало;)

И сохранившихся в виде ископаемых останков, а также следов их жизнедеятельности. Одной из задач палеонтологии является реконструкция внешнего вида, биологических особенностей, способов питания, размножения и т. д. этих организмов, а также восстановление на основе этих сведений истории биологической эволюции .

Современная палеонтология - наука об ископаемых организмах , или - наука о древних организмах .

Палеонтологи исследуют не только останки собственно животных и растений, но и их окаменевшие следы, отброшенные оболочки, тафоценозы и другие свидетельства их существования. В палеонтологии также используются методы палеоэкологии и палеоклиматологии с целью воспроизведения среды жизнедеятельности организмов, сопоставления современной среды обитания организмов, предположения местообитаний вымерших и т. д.

Термин

• Петроматогнозия - Petromatognosiae
• Петрефактология - (от нем. Petrefaktekunde) наука об окаменелостях
• Палеобиология - эволюционная палеонтология. Термин предложен А. П. Павловым в 1897 году .

Разделы

Среди основных разделов палеонтологии выделяют палеозоологию и палеоботанику . Палеозоология делится на палеозоологию беспозвоночных (включая палеоэнтомологию) и палеозоологию позвоночных. А палеоботаника - на палеоальгологию (ископаемые водоросли), палеопалинологию (пыльца и споры древних растений), палеокарпологию (семена древних растений) и др. разделы. Существует также палеомикология - изучение ископаемых остатков грибов. Изучением древних микроорганизмов занимается микропалеонтология. Создание палеоэкологии позволило проследить связи организмов прошлого друг с другом и с окружающей средой внутри популяций, ценозов и всего населения древних бассейнов. Среди других разделов палеобиогеография, тафономия , биостратономия и палеоихнология .

История

Основателем палеонтологии как научной дисциплины считается Жорж Кювье . Возникновение палеоботаники связывают с именем Адольфа Броньяра . Жану Батисту Ламарку принадлежит создание первой теории эволюции. Особое место занимают исследования в области палеонтологии Карла Рулье .

Новый этап в развитии палеонтологии начинается с появлением в 1859 году наиболее завершённой на тот момент теории эволюции Чарльза Дарвина , оказавшей определяющее влияние на всё дальнейшее развитие естествознания. Современная эволюционная палеонтология была основана Владимиром Ковалевским . Именно благодаря исследованиям Ковалевского и его находкам дарвинизм приобрёл палеонтологически обоснованную базу.

Палеонтология - это наука, которая изучает особенности строения и жизнедеятельности организмов, которые существовали в геологическом прошлом, по сохранившимся ископаемым останкам, следам жизнедеятельности и ориктоценозам.

Современная палеонтология

Ее можно также охарактеризовать как науку, которая занимается изучением всех доступных для исследования проявлений жизни в минувших экологических периодах на всех уровнях жизнедеятельности (организм, популяция, биогеоценоз).

Позволяет утверждать, что палеонтология - это находящаяся в тесной взаимосвязи с геологией, которая широко пользуется результатами исследований и вместе с тем служит незаменимым источником информации о среде жизни. Именно данная связь и обусловливает целостность палеонтологии, которая отслеживает в совокупности с другими развития живой природы в далеком геологическом прошлом.

Цель и задачи

Как уже упоминалось, наука палеонтология изучает вымершие организмы, жившие в геологическом прошлом. То есть цель изучения предполагает выяснение всех аспектов их существования. Это, в частности, строение (морфология) и систематика; распределение в пространстве и во времени; пути и закономерности эволюции; образ жизни и среда обитания.

Все задачи между собой взаимосвязаны. Так, само изучение морфологических особенностей не является самоцелью, а находится в тесной связи с систематизацией организмов. Строго научная система не может быть построена без изучения эволюционных аспектов, а пути исторического развития групп животных и растений невозможно проследить без информации о последовательном расположении их остатков в слоях и о влиянии факторов окружающей среды на организмы. Морфофункциональный анализ дает представление о связи образа жизни с морфологией существ. Таким образом, конечная и важнейшая задача палеонтологии - это познание эволюции органического мира в историческом развитии Земли.

Классификация

Палеонтология - это наука о вымерших организмах различного происхождения. Этот критерий и лег в основу классификации, а также определил наличие нескольких подразделений:

• Палеозоология занимается изучением ископаемых остатков организмов животного происхождения. Она, в свою очередь, делится на два раздела: первый исследует древних беспозвоночных, а второй - древних позвоночных.
• Палеоботаника посвящена изучению ископаемых растений. В ее составе насчитывают много дочерних наук. Это и палеоальгология (изучение ископаемых водорослей), и палеопалинология (изучение окаменелых остатков пыльцы и спор древних растений), и т. д.
• Палеомикология. Объектом ее изучения являются грибов.
• Микропалеонтология. Это условное название используется, когда речь идет об исследовании остатков древних микроорганизмов (бентосных простейших, остракод, различного зоо- и фитопланктона, бактерий).
• Палеоэкология изучает связи организмов, существовавших в далеком прошлом, между собой и с окружающей их средой в масштабах популяции и экосистемы.
• Палеобиогеография рассматривает закономерности локаций древних организмов в тесной связи с эволюцией климатов, тектоники и др.
• Биостратономия и тафономия занимаются изучением закономерностей распространения и захоронения древних остатков.

История палеонтологии: истоки

Правильная интерпретация знаний о природе окаменелостей является заслугой китайских и европейских натуралистов эпохи Возрождения. В XVII веке двое ученых (Н. Стено, Р. Гук) практически одновременно, независимо друг от друга, впервые начинают вести речь о вымерших видах. А М. В. Ломоносов спустя сто лет развивает взгляды своих предшественников, предполагая, что в живой природе в процессе ее становления происходили постоянные эволюционные изменения.

Эти же идеи выдвигают и ученые из других стран: французы Ж. Бюффон и Ж. Сулави, британец Дж. Геттон.

Основы палеонтологии начали формироваться, когда в начале XIX века У. Смит смог обосновать механизм определения возрастной принадлежности геологических пластов на примере окаменелостей беспозвоночных и составил на основе своих предположений первую в истории геологическую карту.

Палеонтология как научная дисциплина. История становления

Основание ее как научной дисциплины является заслугой который, проведя глубокий сравнительно-анатомический анализ остатков костей древних млекопитающих, фактически создал палеонтологию позвоночных.

Спустя несколько десятков лет французский ботаник Адольф Броньяр опубликовал свою работу «Истории ископаемых растений». Таким образом он заложил основы палеоботаники.

Палеонтология - это наука, которая ранее называлась петроматогнозия. Первые упоминания нынешнего названия относятся к началу XIX века. Окончательно наука обрела свое имя в 1840-х годах, когда француз Д. Орбиньи стал употреблять термин «палеонтология» в своих публикациях.

Связь с другими науками

Палеонтология - это научная дисциплина, которая находится в тесной связи с другими биологическими науками. Эта связь в основном обусловлена частичным использованием методов смежных наук: популяционной генетики, биологии развития, цитологии, биохимии, биометрии и других.

Проведение современных палеонтологических исследований зачастую сопровождается использованием новейших методик, основанных на применении различного рода излучений, химического анализа, электронной и сканирующей микроскопии и т. д. Доказана тесная взаимосвязь и взаимообогащение с такими дисциплинами, как сравнительная анатомия, морфология и систематика животных и растений. Необходимость проведения морфофункционального анализа и изучения морфогенеза скелетных структур окаменелостей обусловливает взаимопроникновение палеонтологии, физиологии, эмбриологии, биомеханики.

На современном этапе наблюдается расширение связей палеонтологии с экологическими науками (биогеоценологией, биогеографией) ввиду накопления большого количества материала, позволяющего проводить сравнительно-исторический анализ древних организмов с помощью методов актуализма.

ПАЛЕОБОТАНИКА

Палеоботаника – это раздел палеонтологии, изучающий развитие растений на протяжении геологической истории Земли. Существование палеоботаники в качестве оформленного научного направления началось примерно с 1828, когда был опубликован труд А.Броньяра Введение в историю ископаемых растений (Prodrome d"une histoire des végétaux fossiles ), представлявший собой первую попытку поместить ископаемые формы в одну классификационную схему с современными.

Ископаемые растения в виде остатков или отпечатков, сохранившихся в горных породах, позволяют судить о древних ландшафтах нашей планеты. Эти ископаемые находят в отложениях многих типов, но наиболее многочисленны они в песчаниках и сланцах пресноводного происхождения. Целых растительных организмов в них практически никогда не встречается; поэтому наши знания о древней флоре основаны главным образом на их фрагментах, в большей или меньшей степени измененных в результате гниения, а также разрушительного действия воды и давления. Лучше всего обычно сохраняются одревесневшие ткани, кусочки коры, жесткие листья, семена, шишки, кутинизированные оболочки спор и пыльцевых зерен. Остатки цветков и мягких плодов среди ископаемых редки. Однако иногда все же сохраняются не только эти нежные структуры, но даже – в наиболее благоприятных условиях консервации – отпечатки протоплазматического содержимого клеток.

В горных породах часто совместно представлены отделенные и частично сохранившиеся органы многих видов растений, и одна из наиболее трудных задач, стоящих перед палеоботаником, состоит в том, чтобы рассортировать эти фрагменты по таксономической принадлежности. Наибольшее количество остатков относится к растениям, жившим возле воды, поэтому лучше всего известна нам флора древних болот.

Методы изучения.

Используемые методы зависят от характера ископаемых остатков. Окаменелые споры, листья и фрагменты древесины можно извлечь из битуминозного угля путем его химического разрушения. Строение ископаемых клеток можно изучать на тонких спилах после их шлифовки и травления кислотой для выявления микроскопических структур. Используется также метод целлюлозной пленки. В этом случае поверхность образца полируется и травится кислотой, частично растворяющей цементирующее вещество, но оставляющей практически неизмененной растительную ткань; затем травленую поверхность покрывают раствором коллодия, который после высыхания снимают в виде пленки, содержащей тонкий слой ископаемого материала.

Значение палеоботаники.

Вымершие растения в определенной степени используются для корреляции геологических слоев, но их главное значение состоит в том, что они проливают свет на эволюцию флоры Земли. Палеонтологическая летопись показывает, что некоторые группы ныне живущих растений очень древние, а другие возникли сравнительно недавно. Можно также составить представление об общих особенностях растительных ландшафтов Земли в прошедшие эпохи. Как подробное знание недавней истории человечества важно для понимания современных общественных процессов, информация о развитии растений оказывает незаменимую помощь в изучении многих проблем современной ботаники.

ИСТОРИЯ РАСТЕНИЙ

Angiospermae. Покрытосеменные,

или цветковые, – растения, которые в наши дни доминируют на суше, – возникли по сравнению с некоторыми менее крупными группами недавно. Хотя древнейшие их остатки найдены в горных породах юрского возраста, до самого конца мезозойской эры эти виды остаются на вторых ролях. Правда, уже в верхнемеловых, а тем более кайнозойских отложениях в большом количестве представлены листья и другие части многих современных родов покрытосеменных. В США эти ископаемые особенно обильны в западных и южных штатах. Тем не менее предки цветковых неизвестны, а причины их быстрого выхода в доминанты растительности до конца не объяснены.

Gymnospermae. Голосеменные

господствовали в ландшафтах мезозойской эры. Хвойные породы образовали огромные леса, состоящие из примитивных сосен, секвой, араукарий и других, вымерших с тех пор, групп. По крайней мере 15 родов деревьев относилось к семейству гинкговых; из них до нас дошел только один вид – гинкго двулопастный. Весьма многочисленны были саговниковые и беннеттитовые, причем последние исчезли вместе с динозаврами в конце мезозоя.

Древнейшие остатки хвойных датируются поздним палеозоем: тогда они росли в окружении ныне вымерших родственных им (возможно, предковых) кордаитовых (Cordaitales). У последних были высокие одревесневшие стволы и узкие листья длиной около метра. Их мелкие круглые семена окаймляло пленчатое крылышко – приспособление для рассеивания ветром.

Pterophyta. Папоротниковидные

– это древняя группа растений, размножающихся при помощи спор. Они появились в девонском периоде, раньше, чем семенные виды, и стали весьма обильными в карбоне. В мезозое начался упадок этой группы, и сейчас она представляет собой относительно небольшой отдел растительного царства примерно с семью тысячами видов. Поскольку остатки папоротниковидных преобладают в каменноугольных отложениях, карбон иногда называют веком папоротников. Однако сейчас известно, что некоторые из этих растений были семенными и относились к вымершей группе, известной как семенные папоротники (Pteridospermae). По-видимому, они произошли от «обычных» папоротников и, в свою очередь, дали начало саговниковым и беннеттитовым.

Calamitales. Каламиты

– это порядок карбоновых родственников хвощей, особенно четко позволяющий проследить расцвет и упадок целой группы растений. Единственный доживший до нашего времени представитель хвощевидных – род Equisetum примерно с 25 видами. Древние виды Calamites напоминали их своими полыми членистыми стеблями с мутовками отходящих от узлов листьев и ветвей, но главный стебель был толстым и деревянистым, и все растение представляло собой довольно крупное дерево. Наиболее обычная форма ископаемого остатка Calamites – это членистая и продольно ребристая отливка широкой сердцевинной полости ствола.

Lycophyta. Плауновидные

имели сходную геологическую историю, но сейчас они все же представлены четырьмя родами и почти тысячей видов. Все нынешние представители этой группы – мелкие растения, среди которых наиболее обычные роды – Lycopodium и Selaginella , используемые иногда в декоративных целях. Два рода карбоновых плауновидных, Lepidodendron и Sigillaria , как и Calamites , были деревьями. Их ископаемые остатки легко узнать благодаря особому характеру поверхности стволов. У обоих родов листья располагались на шестигранных подушечках, напоминающих по форме ограненный бриллиант. После опадения листьев они оставались на ветвях, а поскольку внешний слой коры не слущивался, как у современных деревьев, такой своеобразный орнамент сохранялся на поверхности растения всю жизнь. Lepidodendron и Sigillaria различаются формой и расположением этих подушечек. В первом случае они образуют спирально взбегающие по стволам косые ряды, а во втором – вертикальные полосы. Отпечатки этих стволов в песчаниках и сланцах нередко по ошибке приписывают гигантским ящерицам, змеям или рыбам.

Psilophytales.

Одна из загадок природы была разгадана с открытием псилофитов , древней и примитивной группы сосудистых растений, процветавшей в девонском и силурийском периодах. Есть основания полагать, что она дала начало большинству более поздних сосудистых форм. Слово «псилофиты» образовано от названия мелкого ископаемого растения Psilophyton , много лет назад найденного У.Досоном на востоке Канады. У этого рода было горизонтальное подземное корневище, от которого шли вверх побеги высотой около 0,9 м, обильно ветвившиеся на вершинах. Листьев и настоящих корней растение не имело. Самые тонкие разветвления стеблей завивались на концах, и с некоторых из них свисало по паре маленьких овальных спорангиев. Таким образом, размножалось растение в принципе так же, как современные папоротники. Нижние части его побегов были покрыты мелкими пупырышками, вероятно, выделявшими маслянистое вещество.

Другой представитель псилофитов – Rhynia – устроен еще проще. Этот род был открыт около 1915 в окрестностях деревни Райни в графстве Абердин (Шотландия). Его гладкие вертикальные побеги один или два раза вильчато разделялись на более мелкие примерно одинаковые веточки. Некоторые из них завершались мелкими вздутыми спорангиями. Как и у Psilophyton , листьев и корней не было, и оба растения, по-видимому, всасывали из почвы воду волосовидными выростами эпидермальных клеток своих корневищ.

Последние представители псилофитов исчезли к концу девона, но некоторые из растений, населявших каменноугольные болота карбонового периода, считаются их непосредственными потомками.

Algae. Водоросли,

безусловно, существовали раньше псилофитов, но наши знания о древнейших растениях крайне скудны. На протяжении ордовика, силура и кембрия, т.е. в начале палеозойской эры, вместе с кораллами, ракоскорпионами, трилобитами и другими животными, древние моря населяли огромные водоросли. Некоторые из них выделяли известь; в результате сформировались крупные известковые шары с концентрической слоистостью, известные под названием Cryptozoon . Нередко они сгруппированы в целые рифовые постройки. О самих организмах, ответственных за образование этих рифов, известно очень мало, но на мысль о связи их с океаническими растениями наводят современные процессы формирования водорослями известняковых отложений.

Еще меньше известно о растительном мире допалеозойского времени. Существуют свидетельства, в основном косвенные, существования в протерозое примитивных водорослей и бактерий. Однако следы какой-либо жизни в породах этого и еще более древнего – архейского возраста, почти стерты под воздействием процессов метаморфизма.