Изучение взаимодействий между организмами и их средой обитания в геологических масштабах времени
Палеоэкология (также пишется как палеоэкология ) — это изучение взаимодействий между организмами и/или взаимодействий между организмами и их средой обитания в геологических масштабах времени . [1] Как дисциплина, палеоэкология взаимодействует, зависит от и информирует различные области, включая палеонтологию , экологию , климатологию и биологию .
Палеоэкология возникла из области палеонтологии в 1950-х годах, хотя палеонтологи проводили палеоэкологические исследования с момента создания палеонтологии в 1700-х и 1800-х годах. Объединяя исследовательский подход к поиску окаменелостей с теоретическим подходом Чарльза Дарвина и Александра фон Гумбольдта , палеоэкология началась, когда палеонтологи начали изучать как древние организмы, которые они обнаружили, так и реконструированные среды, в которых они жили. Визуальные изображения прошлых морских и наземных сообществ считались ранней формой палеоэкологии. Термин «палеоэкология» был придуман Фредериком Клементсом в 1916 году. [2]
Обзор палеоэкологических подходов
Классическая палеоэкология использует данные из ископаемых и субфоссильных остатков для реконструкции экосистем прошлого. Она включает в себя изучение ископаемых организмов и связанных с ними останков (таких как раковины, зубы, пыльца и семена), которые могут помочь в интерпретации их жизненного цикла , жизненных взаимодействий, природной среды , сообществ и способа смерти и захоронения. Такие интерпретации помогают в реконструкции прошлых сред (т. е. палеосред). Палеоэкологи изучали ископаемые летописи , чтобы попытаться прояснить отношения животных к своей среде, отчасти для того, чтобы помочь понять современное состояние биоразнообразия . Они выявили тесные связи между таксономическим и экологическим разнообразием позвоночных, то есть между разнообразием животных и нишами , которые они занимают. [3] Классическая палеоэкология — это в первую очередь редукционистский подход: ученые проводят подробный анализ относительно небольших групп организмов в более короткие геологические временные рамки.
Эволюционная палеоэкология использует данные из ископаемых и других свидетельств для изучения того, как организмы и их среда изменяются с течением времени. Эволюционные палеоэкологи используют целостный подход, рассматривая как изменения организмов, так и среды, учитывая физические и химические изменения в атмосфере, литосфере и гидросфере с течением времени. Изучая закономерности эволюции и вымирания в контексте изменения окружающей среды, эволюционные палеоэкологи способны исследовать концепции уязвимости и устойчивости видов и сред.
Палеоэкология сообществ использует статистический анализ для изучения состава и распределения групп растений или животных. Количественно определяя, как связаны растения или животные, палеоэкологи сообществ могут исследовать структуры древних сообществ организмов. Достижения в области технологий помогли продвинуть эту область благодаря использованию физических моделей и компьютерного анализа.
Главные принципы
Хотя функции и взаимоотношения ископаемых организмов не могут наблюдаться напрямую (как в экологии), ученые могут описывать и анализировать как отдельных особей, так и сообщества с течением времени. Для этого палеоэкологи делают следующие предположения:
Все организмы приспособлены и ограничены определенной средой обитания и обычно приспособлены к определенному образу жизни.
По сути, все организмы зависят от другого организма, напрямую или косвенно.
Ископаемые или физические записи изначально неполны - геологическая летопись избирательна, и некоторые среды с большей вероятностью сохранятся, чем другие. Тафономия , влияющая на избыточное и недостаточное представительство ископаемых, является чрезвычайно важным соображением при интерпретации ископаемых ассоциаций.
Униформизм — это концепция, согласно которой процессы, происходившие в геологическом прошлом, идентичны тем, которые наблюдаются сегодня. В палеоэкологии униформизм используется как методология: палеоэкологи делают выводы о древних организмах и средах на основе аналогий, которые они находят в настоящем. [2]
Палеоэкологические методы
Zygospira modesta , атрипидные брахиоподы , сохранившиеся в своих первоначальных положениях на трепостоме мшанки ; цинциннат (верхний ордовик ) юго-восточной Индианы.
Целью палеоэкологии является построение максимально подробной модели среды обитания ранее живших организмов, которые сегодня обнаруживаются в виде ископаемых. Процесс реконструкции среды прошлого требует использования архивов (например, последовательностей осадков), прокси (например, микро- или мегаокаменелостей и других характеристик осадков, которые предоставляют доказательства биоты и физической среды) и хронологии (например, получение абсолютной (или относительной) датировки событий в архиве). Такая реконструкция учитывает сложные взаимодействия между факторами окружающей среды, такими как температура, пищевые ресурсы и степень солнечного освещения. Часто большая часть этой информации теряется или искажается процессом окаменения или диагенеза вмещающих осадков, что затрудняет интерпретацию.
Некоторые другие прокси для реконструкции прошлых сред включают древесный уголь и пыльцу, которые синтезируют данные о пожарах и растительности соответственно. Оба эти альтернативы можно найти в озерах и торфяных условиях, и они могут предоставить информацию от умеренного до высокого разрешения. [4] Это хорошо изученные методы, часто используемые в палеоэкологической области.
Фактор сложности окружающей среды обычно изучается посредством статистического анализа имеющихся числовых данных (количественная палеонтология или палеостатистика), в то время как изучение посмертных процессов известно как область тафономии .
Четвертичный
Поскольку четвертичный период хорошо представлен в географически обширных записях с высоким временным разрешением, многие гипотезы, вытекающие из экологических исследований современных сред, могут быть проверены в тысячелетнем масштабе с использованием палеоэкологических данных. Кроме того, такие исследования предоставляют исторические (до индустриализации) исходные данные о составе видов и режимах нарушений для восстановления экосистем или дают примеры для понимания динамики изменения экосистем в периоды крупных изменений климата. Палеоэкологические исследования используются для информирования усилий по сохранению, управлению и восстановлению. [5] [6] В частности, палеоэкология, ориентированная на пожары, является информативной областью исследований для управляющих земельными ресурсами, стремящихся восстановить режимы пожаров экосистем. [5]
^ "Палеоэкология". Цифровой атлас древней жизни . Получено 2024-10-22 .
^ ab Эгертон, Фрэнк Н. (2015-05-20). Столетняя история Экологического общества Америки. CRC Press. стр. 5. ISBN978-1-4987-0070-2.
^ Sahney, S., Benton, MJ и Ferry, PA (2010). «Связи между глобальным таксономическим разнообразием, экологическим разнообразием и расширением позвоночных на суше». Biology Letters . 6 (4): 544–547. doi :10.1098/rsbl.2009.1024. PMC 2936204. PMID 20106856 .{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
^ "Палеоэкология: окно в прошлое". Исследуя прошлое, чтобы понять будущее . Получено 20.03.2018 .
^ ab Schoonmaker, Peter K.; Foster, David R. (1991). «Некоторые последствия палеоэкологии для современной экологии». The Botanical Review . 57 (3): 204–245. doi :10.1007/BF02858563. S2CID 43130492.
^ Седдон, Алистер (2013). «Взгляд вперед сквозь прошлое: определение 50 приоритетных исследовательских вопросов в палеоэкологии» (PDF) . Журнал экологии . 102 : 256–267. doi : 10.1111/1365-2745.12195 .
Библиография
Фокс Д. «Dig Deeper». Сохранение природы на практике . 7 (3): 15–21. Архивировано из оригинала 2007-02-10.
Taylor, PD и Wilson, MA, 2003. Палеоэкология и эволюция сообществ морского твердого субстрата. Earth-Science Reviews 62: 1–103. wooster.edu
Акоста и др ., 2018. Изменение климата и заселение Неотропиков в период плейстоцен-голоценового перехода. Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana. http://boletinsgm.igeolcu.unam.mx/bsgm/index.php/comComponent/content/article/368-sitio/articulos/cuarta-epoca/7001/1857-7001-1-acosta
