Paleontologie

Věda
Paleontologie
Angličtina  paleontologie; Paleontologie
Téma Biologie , geologie
Předmět studia Fosílie , stopy života
Období původu 19. století
Hlavní směry paleozoologie , paleobotanika , tafonomie atd.
 Mediální soubory na Wikimedia Commons

Paleontologie (ze starověké řečtiny παλαιοντολογία ) je věda o životě, která existovala před začátkem epochy holocénu nebo na jeho počátku (asi před 11 700 lety), v minulých geologických obdobích . Zahrnuje studium fosilií (fosilií) s cílem určit evoluci organismů a jejich interakci s prostředím (paleoekologie). Paleontologická pozorování byla doložena již v 5. století před naším letopočtem. E. Paleontologie jako věda vznikla v 18. století jako výsledek práce Georgese Cuviera o srovnávací anatomii a rychle se rozvíjela v 19. století. Samotný termín pochází z jiné řečtiny. παλαιός [ palaios ] - "starověký", ὄν [ na ] - "stvoření, stvoření" a λόγος [ logos ] - "slovo, pojem" [1] .

Paleontologie leží na hranici mezi biologií a geologií , ale liší se od archeologie tím, že nezkoumá anatomicky moderní lidi. V současné době používá metody čerpané z široké škály věd, včetně biochemie , matematiky a inženýrství . Pomocí všech těchto metod byli paleontologové schopni přispět k evoluční historii života od doby, kdy se Země stala schopnou podporovat život, asi před 3,8 miliardami let. Jak se znalosti v paleontologii rozšiřovaly, objevily se speciální obory, z nichž některé se zaměřují na určité typy fosilních organismů, zatímco jiné studují ekologii a aspekty ekologické historie, jako je starověké klima .

Fosilní pozůstatky organismů a jejich stopy jsou hlavním dokladem starověkého života. Při absenci absolutních dat stáří se musí paleontologové při řešení biostratigrafických „hádanek“ (uspořádání vrstev hornin od nejmladších po nejstarší) spoléhat na relativní datování. Klasifikace starověkých organismů je také obtížná, protože mnoho z nich nezapadá do Linnéovy hierarchie , která měla klasifikovat moderní organismy, a proto paleontologové a biologové častěji používají kladistiku k sestavování evolučních "rodokmenů". V poslední čtvrtině 20. století se objevila molekulární fylogenetika , která zkoumá, jak blízko jsou si organismy, měřením podobnosti DNA v jejich genomech. Molekulární fylogenetika byla také použita k odhadu dat druhové divergence, ale existuje debata o spolehlivosti molekulárních hodin , na kterých takové odhady závisí.

Přehled

Nejjednodušší definicí pojmu „paleontologie“ je „nauka o starověkém životě“ [2] . Toto pole hledá informace o několika aspektech starověkých organismů: „jejich identitě a původu, jejich prostředí a evoluci a co nám mohou říci o organické a anorganické minulosti Země“ [3] .

Historická věda

Paleontologie patří vedle archeologie, geologie, astronomie , kosmologie , filologie a vlastně i historie samotné k historickým vědám [4] : je zaměřena na popis jevů minulosti a rekonstrukci jejich příčin [5] . Z toho vyplývají tři hlavní prvky paleontologie: popis jevů minulosti; rozvoj obecné teorie o příčinách různých typů změn; a aplikace těchto teorií na konkrétní fakta [4] . Ve snaze vysvětlit minulost paleontologové a jiní historici vědci často vyslovují řadu hypotéz o příčinách a pak hledají „ kuřáckou zbraň “ – důkaz, který zcela potvrzuje správnost určité hypotézy. Někdy "kuřáckou zbraň" objeví náhoda během jiných vyšetřování. Například objev iridia , převážně mimozemského kovu, Luisem a Walterem Alvarezovými na hranici mezi křídou a paleogénem , ​​učinil z dopadu asteroidu nejoblíbenější vysvětlení původu události vymírání křídy a paleogénu , i když vliv vulkanismu na něj nadále se diskutuje [6] .

Dalším hlavním typem paleontologie je experimentální věda, o které se často říká, že je prováděna v experimentech , aby se vyvrátily hypotézy o působení a příčinách přírodních jevů. Tento přístup nemůže hypotézu potvrdit, protože některé pozdější experimenty ji mohou vyvrátit, ale hromadění selhání je často silným důkazem v jeho prospěch. Když však experimentální vědci čelí zcela neočekávaným jevům, jako jsou první důkazy neviditelného ionizujícího záření , často přistupují ke stejnému přístupu jako historici: vytvoří řadu hypotéz o příčinách a pak hledají „kuřáckou zbraň“ [7 ] .

Příbuzné obory

Paleontologie leží na křižovatce mezi biologií a geologií , protože se zaměřuje na historii minulých životů, ale její hlavní zdroj důkazů pochází z fosilií hornin [8] [9] . Z historických důvodů je paleontologie součástí osnov geologických kateder na mnoha univerzitách: v 19. a na počátku 20. století geologická katedra objevila fosilní důkazy důležité pro datování hornin, zatímco biologická katedra o ně neprojevovala patřičný zájem [10] .

Paleontologie se také překrývá s archeologií, která se zabývá především lidmi vyrobenými předměty a lidskými pozůstatky, zatímco paleontologové se zajímají o vlastnosti a vývoj člověka jako druhu. Při práci s lidskými daty mohou archeologové a paleontologové spolupracovat – paleontologové mohou například identifikovat zvířecí nebo rostlinné zkameněliny v okolí archeologického naleziště, aby zjistili, co jedli lidé, kteří tam žili; nebo mohou analyzovat klima během pobytu [11]

Kromě toho si paleontologie často vypůjčuje metody z jiných věd, včetně biologie, osteologie, ekologie, chemie, fyziky a matematiky [2] . Například geochemické podpisy z hornin mohou pomoci určit, kdy na Zemi začal život [12] , a analýza poměrů izotopů uhlíku může pomoci odhalit změnu klimatu a dokonce vysvětlit velké změny, jako je masové vymírání v Permu [13] . Relativně nedávná disciplína, molekulární fylogenetika , porovnává DNA a RNA moderních organismů, aby znovu vytvořila „rodiny“ jejich evolučních předků. Byl také použit k odhadu dat důležitých evolučních milníků, ačkoli tento přístup je kontroverzní kvůli pochybám o spolehlivosti „ molekulárních hodin “ [14] . Techniky inženýrství byly použity k analýze toho, jak mohla fungovat těla starověkých organismů, jako je rychlost běhu a síla kousnutí Tyrannosaura rexe [15] [16] nebo mechanika letu mikroraptorů . Je poměrně běžné studovat vnitřní detaily fosilií pomocí rentgenové mikrotomografie [17] . Paleontologie, biologie, archeologie a paleoneurobiologie se spojují, aby studovaly endokraniální odlitky (endocasty) druhů spojených s lidmi, aby objasnily evoluci lidského mozku [18] .

Paleontologie dokonce pomáhá astrobiologii při zkoumání možného života na jiných planetách tím, že vyvíjí modely toho, jak mohl život vzniknout, a poskytuje metody pro objevování důkazů života [19].

Termín

V roce 1821 navrhl Eduard Eichwald termín oryktozoologie (z řeckého fosílie, zvíře, studie) k označení vědy o fosilních zvířatech [20] . Od roku 1827 G. Fischer von Waldheim razil a používal termín petromatognosia .

Termín paleontologie (fr. Palaeontologie) navrhl v roce 1825 francouzský přírodovědec Ducrote de Blainville v knize „Manual of Malacology and Conchiliology“, která byla odborníkům známa. Paleontologii v ní nazval „naukou o zvířatech a geologii“ [21] . Termín byl vysvětlen v poznámce pod čarou:

Zdá se mi užitečné vytvořit složené slovo pro vědu, která se zabývá studiem fosilních organických těles. / Il me semble utile de créer un mot composé pour désigner la science qui s'occupe de l'étude des corps organisés fossiles.

V roce 1834 se objevuje kniha Systematic Bibliography of Animal Paleontology od Fischera von Waldheima, ve které byl v názvu použit termín navržený Blainvillem a vysvětlen v předmluvě. Po vydání Fisherovy knihy je nový název široce používán ve světové literatuře (především ve francouzštině, ruštině a angličtině) [22] ; v Rusku byl termín fixován z velké části díky úsilí D. I. Sokolova na stránkách Hornického časopisu .

Synonyma

Sekce

Mezi hlavní úseky paleontologie, paleozoologie a paleobotaniky se rozlišují . Paleozoologie se dělí na paleozoologii bezobratlých (včetně paleoentomologie ) a paleozoologii obratlovců. A paleobotanika - na paleoalgologii (fosilní řasy), paleopalinologii (pyly a spory starých rostlin), paleokarpologii (semena starých rostlin) a další sekce. Existuje také paleomykologie – studium fosilních pozůstatků hub. Mikropaleontologie je studium starověkých mikroorganismů. Vytvoření paleoekologie umožnilo vysledovat souvislosti minulých organismů mezi sebou navzájem a s prostředím v rámci populací , cenóz a celé populace starověkých pánví. Mezi další odvětví patří paleobiogeografie , tafonomie , biostratonomie a paleoichnologie .

Klasifikace starověkých organismů

Jednoduchý příklad kladogramu Teplokrevnost vznikla někde při přechodu od synapsidů k ​​savcům. ? V jednom z těchto bodů se také vyvinula teplokrevnost – příklad konvergentní evoluce .
   
  


Je důležité pojmenovávat skupiny organismů srozumitelným a rozšířeným způsobem, protože část sporu v paleontologii je založena právě na nepochopení názvů [23] . Linnéova taxonomie se běžně používá ke klasifikaci živých organismů , ale při jednání s nově objevenými organismy naráží na potíže. Například je obtížné určit, na jakou úroveň umístit novou vyšší skupinu, jako je rod , rodina nebo řád ; to je důležité, protože Linnéova pravidla pro pojmenovávání skupin jsou svázána s těmito pozicemi, a proto pokud je skupina přesunuta na jinou úroveň, musí být přejmenována [24] .

Paleontologové typicky používají přístupy založené na kladistice, což je technika pro vývoj evolučního „rodokmenu“ pro mnoho organismů [23] . To je založeno na logice, že pokud si skupiny B a C mají navzájem více podobností, než má kterákoli z nich se skupinou A, pak B a C jsou si navzájem těsněji příbuzné, než kterákoli z nich je se skupinou A. Rozdíly, které srovnání mohou být anatomická , jako je přítomnost notochordu , nebo molekulární , kde se porovnávají sekvence DNA nebo struktura proteinů. Výsledkem úspěšné analýzy je hierarchie kladů (skupin), které mají společného předka. V ideálním případě má „rodokmen“ pouze dvě větve vedoucí z každého uzlu („spojení“), ale někdy na to není dostatek informací a paleontologové si musí vystačit se spojeními, která mají více větví. Kladistika má však i nevýhody v důsledku existence konvergence , některé orgány se vyvíjely více než jednou a to je třeba vzít v úvahu při analýze a budování větví [25] .

Evoluční vývojová biologie , běžně zkracovaná na „ Evo Devo “, také pomáhá paleontologům vytvářet „rodiny“ a porozumět fosiliím. Například embryologický vývoj některých moderních ramenonožců naznačuje, že mohou být potomky halkieriidů , kteří vyhynuli během kambria [26] .

Historie

Lidé nacházeli fosilní pozůstatky živých organismů již od starověku. Informace o nich znali i starověcí přírodovědci, jako Xenofanés , Hérodotos , Aristoteles atd. Studium zkamenělin se dále obnovuje v renesanci díky badatelům, mezi nimiž byli Leonardo da Vinci , Girolamo Fracastoro , Bernard Palissy , George Agricola . Myšlenka, že pozůstatky patří vyhynulým organismům, se však objevila později – jedním z prvních byli pravděpodobně dánský přírodovědec Nikolaus Steno a anglický přírodovědec Robert Hooke .

Leonardo da Vinci na začátku 16. století napsal, že kamenné lastury u Verony jsou pozůstatky mořských měkkýšů, kteří tam skončili kvůli změnám hranic pevniny a moře, ale tato představa nebyla dlouho dominantní. V 16.-18. století se více rozšířila hypotéza předkládaná antickými filozofy, podle níž rostly zkameněliny přímo v horninách vlivem nějaké tvarotvorné síly. Zároveň byla podobnost fosilií s živými bytostmi považována za důsledek skutečnosti, že obě vznikají pod vlivem stejných sil a energií. [27]

Georges Cuvier je považován za zakladatele paleontologie jako vědecké disciplíny . Vznik paleobotaniky je spojen se jménem Adolphe Brongniarda . Jean Baptiste Lamarck vytvořil první evoluční teorii. Zvláštní místo zaujímá výzkum v oblasti paleontologie Carla Ruliera .

Nová etapa ve vývoji paleontologie začíná tím, že se v roce 1859 objevila v té době nejúplnější evoluční teorie Charlese Darwina , která měla rozhodující vliv na veškerý další vývoj přírodních věd. Moderní evoluční paleontologii založil Vladimir Kovalevsky . Právě díky Kovalevského výzkumům a jeho zjištěním získal darwinismus paleontologicky podloženou základnu [28] .

Viz také

Poznámky

  1. ↑ „paleontologie“ . Online etymologický slovník . Archivováno z originálu dne 2013-03-07.
  2. ↑ 1 2 Cowen, R. Dějiny života . — 3. - Blackwell Science , 2000. - C. xi. — ISBN 0-632-04444-6 .
  3. ↑ Laporte, L. F. Co je vlastně paleontologie? // PALAIOS. - 1988. - Říjen ( vol. 3 , No. 5 ). - S. 453 . - doi : 10.2307/3514718 . - . — .
  4. ↑ 1 2 Laudan, R. Co je na minulosti tak zvláštního? // Historie a evoluce / Nitecki, MH; Nitecki, DV. - SUNY Press, 1992. - S. 58. - ISBN 0-7914-1211-3 .
  5. ↑ Cleland, CE Metodologické a epistemické rozdíly mezi historickou vědou a experimentální vědou  //  Philosophy of Science: časopis. - 2002. - září ( roč. 69 , č. 3 ). - str. 474-496 . - doi : 10.1086/342453 . Archivováno z originálu 3. října 2008.
  6. ↑ Cleland, CE Metodologické a epistemické rozdíly mezi historickou vědou a experimentální vědou  //  Philosophy of Science: časopis. - 2002. - září ( roč. 69 , č. 3 ). - str. 474-496 . - doi : 10.1086/342453 . Archivováno z originálu 3. října 2008.
  7. ↑ Cleland, CE Metodologické a epistemické rozdíly mezi historickou vědou a experimentální vědou  //  Philosophy of Science: časopis. - 2002. - září ( roč. 69 , č. 3 ). - str. 474-496 . - doi : 10.1086/342453 . Archivováno z originálu 3. října 2008.
  8. ↑ paleontologie | věda  (anglicky) . Archivováno z originálu 24. srpna 2017. Staženo 24. srpna 2017.
  9. ↑ McGraw-Hill Encyklopedie vědy a  techniky . - McGraw-Hill Education , 2002. - S. 58. - ISBN 0-07-913665-6 .
  10. ↑ Laudan, R. Co je na minulosti tak zvláštního? // Historie a evoluce / Nitecki, MH; Nitecki, DV. - SUNY Press, 1992. - S. 57. - ISBN 0-7914-1211-3 .
  11. ↑ Jak se liší paleontologie od antropologie a archeologie? . Muzeum paleontologie Kalifornské univerzity. Získáno 17. září 2008. Archivováno z originálu 16. září 2008.
  12. ↑ Brasier, M.; McLoughlin, N.; Green, O.; Wacey, D. Nový pohled na fosilní důkazy pro raný buněčný život Archaean  (anglicky)  // Philosophical Transactions of the Royal Society B  : journal. - 2006. - Červen ( roč. 361 , č. 1470 ). - S. 887-902 . - doi : 10.1098/rstb.2006.1835 . — PMID 16754605 . Archivováno z originálu 11. září 2008.
  13. ↑ Twitchett RJ; LooyCV; Morante R; Visscher H; Wignall PB Rychlý a synchronní kolaps mořských a suchozemských ekosystémů během end-permské biotické krize  (anglicky)  // Geology : journal. - 2001. - Sv. 29 , č. 4 . - str. 351-354 . - doi : 10.1130/0091-7613(2001)029<0351:RASCOM>2.0.CO;2 . - .
  14. ↑ Peterson, Kevin J.; Butterfield, NJ Původ Eumetazoa: Testování ekologických předpovědí molekulárních hodin proti proterozoickému fosilnímu záznamu  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America  : journal  . - 2005. - Sv. 102 , č. 27 . - S. 9547-9552 . - doi : 10.1073/pnas.0503660102 . - . — PMID 15983372 .
  15. ↑ Hutchinson, JR; Garcia, M. Tyrannosaurus nebyl rychlý běžec  (anglicky)  // Nature. - 2002. - 28. února ( roč. 415 , č. 6875 ). - S. 1018-1021 . - doi : 10.1038/4151018a . — . — PMID 11875567 . Shrnutí v tiskové zprávě Žádný olympionik: Analýza napovídá T. rex běžel pomalu, pokud vůbec Archivováno 15. dubna 2008.
  16. ↑ Meers, MB Maximální síla kousnutí a velikost kořisti Tyrannosaura rex a jejich vztah k odvození chování při krmení  // Historická  biologie : deník. — Taylor & Francis , 2003. — August ( vol. 16 , č. 1 ). - str. 1-12 . - doi : 10.1080/0891296021000050755 .
  17. ↑ Čtyřkřídlý ​​dinosaurus: Test větrného tunelu . NOVA. Získáno 5. června 2010. Archivováno z originálu 6. listopadu 2009.
  18. ↑ Bruner, Emiliano. Geometrická morfometrie a paleoneurologie: vývoj tvaru mozku u rodu Homo  (anglicky)  // Journal of Human Evolution  : journal. - 2004. - Listopad ( roč. 47 , č. 5 ). - str. 279-303 . - doi : 10.1016/j.jhevol.2004.03.009 . — PMID 15530349 .
  19. ↑ Cady, S.L. Astrobiology : Nová hranice pro paleontology 21. století  //  PALAIOS : deník. - 1998. - Duben ( roč. 13 , č. 2 ). - str. 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. - Paříž, 1825. - S. 225.
  22. ↑ Davitashvili L. Sh., Khimshiashvili N. G. K historii termínu "paleontologie" a některých dalších názvů vědy o minulých organismech // Problémy dějin přírodních věd a techniky. - 1956. - č. 2. - S. 176-182.
  23. ↑ 1 2 Christopher A. Brochu, Colin D. Sumrall. Fylogenetická nomenklatura a paleontologie  // Journal of Paleontology. - 2001. - T. 75 , no. 4 . — S. 754–757 . — ISSN 0022-3360 . Archivováno z originálu 9. srpna 2020.
  24. ↑ Marc Ereshefsky. Chudoba Linnéovy hierarchie: Filosofická studie biologické taxonomie . - Cambridge University Press, 2000-11-27. — 330 s. — ISBN 978-1-139-43001-2 .
  25. ↑ Cowen, Richard, 1940-. dějiny života . — 3. vyd. - Malden, Mass.: Blackwell Science, 2000. - 1 online zdroj (xv, 432 stran) str. - ISBN 0-632-06119-7 , 978-0-632-06119-8.
  26. ↑ Wayback Machine . web.archive.org (3. října 2008). Staženo: 3. srpna 2020.
  27. ↑ Archivní kopie ikonolitů profesora Beringera ze dne 27. června 2020 na Wayback Machine , A. Mironenko, elementy.ru , 25. června 2020.
  28. ↑ Todes, Daniel. V. O. Kovalevskij. Vznik, obsah a vnímání jeho děl o paleontologii. - M . : Nestor-History, 2005. - 102 s. — ISBN 5-98187-085-0 .

Literatura

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie
 Sekce biologie
 Geologie
teoretický
Dynamický
historický
Aplikovaný
jiný
Kategorie Geologie