Палеобиология

Исследование органической эволюции с использованием окаменелостей

Брахиоподы и мшанки в ордовикском известняке, южная Миннесота.

Палеобиология (или палеобиология ) — это междисциплинарная область , которая сочетает в себе методы и открытия, обнаруженные как в науках о Земле , так и в науках о жизни . Палеобиологию не следует путать с геобиологией , которая больше фокусируется на взаимодействиях между биосферой и физической Землей .

Палеобиологические исследования используют биологические полевые исследования современной биоты и окаменелостей возрастом в миллионы лет, чтобы ответить на вопросы о молекулярной эволюции и эволюционной истории жизни . В ходе этого научного поиска обычно анализируются макроископаемые , микроископаемые и следы окаменелостей . Однако биохимический анализ образцов ДНК и РНК XXI века обещает многообещающие результаты, как и биометрическое построение филогенетических деревьев .

Исследователь в этой области известен как палеобиолог .

Важные области исследований

• Палеоботаника применяет принципы и методы палеобиологии к флоре , особенно к зеленым наземным растениям , а также к грибам и морским водорослям ( водорослям ). См. также микологию , психологию и дендрохронологию .
• Палеозоология использует методы и принципы палеобиологии для понимания фауны , как позвоночных, так и беспозвоночных . См. также палеонтологию позвоночных и беспозвоночных , а также палеоантропологию .
• Микропалеонтология применяет палеобиологические принципы и методы к археям , бактериям , протистам и микроскопической пыльце / спорам . См. также микроокаменелости и палинология .
• Палеовирусология исследует историю эволюции вирусов в палеобиологических временных масштабах.
• Палеобиохимия использует методы и принципы органической химии для обнаружения и анализа доказательств древней жизни на молекулярном уровне , как микроскопических , так и макроскопических .
• Палеоэкология исследует прошлые экосистемы , климат и географию , чтобы лучше понять доисторическую жизнь .
• Тафономия анализирует посмертную историю (например, распад и разложение ) отдельного организма, чтобы получить представление о поведении , смерти и окружающей среде окаменелого организма .
• Палеоихнология анализирует следы , отверстия , тропы, норы , отпечатки и другие окаменелости, оставленные древними организмами, чтобы получить представление об их поведении и экологии .
• Стратиграфическая палеобиология изучает долгосрочные вековые изменения, а также (краткосрочную) последовательность изменений от слоя к слою в характеристиках и поведении организмов . См. также стратификацию , осадочные породы и геологическую шкалу времени .
• Эволюционная палеобиология развития исследует эволюционные аспекты способов и траекторий роста и развития в эволюции жизни – клад, как вымерших , так и существующих . См. также адаптивную радиацию , кладистику , эволюционную биологию , биологию развития и филогенетическое древо .

Палеобиологи

Основателем или «отцом» современной палеобиологии был барон Франц Нопча (1877–1933), венгерский учёный, получивший образование в Венском университете. Первоначально он назвал эту дисциплину «палеофизиологией».

Однако заслуга в создании самого слова «палеобиология» принадлежит профессору Чарльзу Шухерту . Он предложил этот термин в 1904 году, чтобы положить начало «широкой новой науке», объединяющей «традиционную палеонтологию с данными и знаниями геологии и изотопной химии». ^[1]

С другой стороны, Чарльз Дулиттл Уолкотт , авантюрист из Смитсоновского института , был назван «основателем докембрийской палеобиологии». Хотя этот американский куратор наиболее известен как первооткрыватель окаменелостей сланцевых животных среднего кембрия Бёрджесс , в 1883 году этот американский куратор обнаружил «первые докембрийские ископаемые клетки, известные науке» – строматолитовый риф, известный тогда как водоросли криптозоона . В 1899 году он обнаружил первые ископаемые клетки акритархов — докембрийский водорослевый фитопланктон, который он назвал Chuaria . Наконец, в 1914 году Уолкотт сообщил о «мельчайших клетках и цепочках клеточноподобных тел», принадлежащих докембрийским пурпурным бактериям . ^[2]

Палеобиологи более позднего 20-го века также сыграли заметную роль в поиске микрокаменелостей архейского и протерозойского периода : в 1954 году Стэнли А. Тайлер и Элсо С. Баргхорн описали цианобактерии и грибоподобную микрофлору возрастом 2,1 миллиарда лет на своем участке окаменелостей в Ганфлинт-Черте . Одиннадцать лет спустя Баргхорн и Дж. Уильям Шопф сообщили о прекрасно сохранившейся докембрийской микрофлоре на своем участке в Биттер-Спрингс в бассейне Амадеус в Центральной Австралии. ^[3]

В 1993 году Шопф обнаружил сине-зеленые бактерии , продуцирующие O ₂ , на своем участке Апекс Черт возрастом 3,5 миллиарда лет в кратоне Пилбара , Мраморный Бар , в северо-западной части Западной Австралии . Итак, палеобиологи наконец-то докопались до истоков докембрийской « кислородной катастрофы ». ^[4]

В начале XXI века два палеобиолога Анджали Госвами и Томас Холлидей изучали эволюцию млекопитающих в мезозойскую и кайнозойскую эры (от 299 миллионов до 12 000 лет назад). ^[5] Кроме того, они обнаружили и изучили морфологические различия и быстрые темпы эволюции живых организмов в конце и после массового вымирания мелового периода (145–66 миллионов лет назад). ^{[6] [7]}

Палеобиологические журналы

• Acta Palaeontologica Polonica
• Биология и геология
• Историческая биология
• ПАЛЕОС
• Палеогеография, Палеоклиматология, Палеоэкология
• Палеобиология (журнал)
• Палеоокеанография

Палеобиология в широкой прессе

Книги, написанные для широкой публики по этой теме, включают следующее:

• Возвышение и господство млекопитающих: новая история от тени динозавров ^[8] до нас, автор Стив Брусатте
• «Другие земли: Путешествие по вымершим мирам Земли» ^[9], автор Томас Холлидей
• Введение в палеобиологию и летопись окаменелостей – 22 апреля 2020 г., Майкл Дж. Бентон (автор), Дэвид А. Т. Харпер (автор)

Смотрите также

• Палеонтологический портал

• История биологии
• История палеонтологии
• История палеозоологии беспозвоночных
• Молекулярная палеонтология
• Таксономия обычно окаменелых беспозвоночных
• Трактат по палеонтологии беспозвоночных

Сноски

1. Шухерт цитируется на странице 170 книги «Колыбель жизни: открытие самых ранних окаменелостей Земли » (Принстон: Princeton University Press ) Дж. Уильяма Шопфа (1999). ISBN  0-691-00230-4 .
2. Вклад Уолкотта описан Дж. Уильямом Шопфом (1999) на страницах 23–31. Еще одним хорошим источником является Э. Л. Йохельсон (1997), Чарльз Дулиттл Уолкотт: палеонтолог (Кент, Огайо: издательство Kent State University Press ).
3. Палеобиологические открытия Тайлера, Баргхорна и Шопфа описаны на страницах с 35 по 70 книги Шопфа (1999).
4. Микрофлора Apex кремня описана самим Шопфом (1999) на страницах с 71 по 100.
5. Холлидей, Томас (8 апреля 2013 г.). «Тестирование модели тормозного каскада у мезозойских и кайнозойских млекопитающих». BMC Экология и эволюция . 13 (79): 79. дои : 10.1186/1471-2148-13-79 . ПМЦ 3626779 . ПМИД  23565593. 
6. Холлидей, Томас (28 марта 2016 г.). «Эвтерианское морфологическое неравенство в период массового вымирания в конце мелового периода». Биологический журнал Линнеевского общества . 118 (1): 152–168. дои : 10.1111/bij.12731 .
7. Холлидей, Томас (29 июня 2016 г.). «Эвтерианцы испытали повышенные темпы эволюции сразу после массового вымирания в мел-палеогеновом периоде». Труды Королевского общества Б. 283 (1833). дои :10.1098/rspb.2015.3026. ПМЦ 4936024 . ПМИД  27358361. 
8. Брусатте, Стив (2022). Возвышение и господство млекопитающих: новая история, от тени динозавров до нас (1-е изд.). США: Mariner Books. ISBN 978-0062951519.
9. Холлидей, Томас (2022). Другие земли: Путешествие по вымершим мирам Земли (1-е изд.). США: Рэндом Хаус. ISBN 978-0593132883.

• Дерек Э.Г. Бриггс и Питер Р. Кроутер, ред. (2003). Палеобиология II . Молден, Массачусетс: Blackwell Publishing . ISBN 0-632-05147-7 и ISBN 0-632-05149-3 . Второе издание известного британского учебника.  
• Роберт Л. Кэрролл (1998). Закономерности и процессы эволюции позвоночных . Кембриджская серия палеобиологии. Кембридж, Англия: Издательство Кембриджского университета . ISBN 978-0-521-47809-0 и ISBN 0-521-47809-X . Применяет палеобиологию к адаптивной радиации рыб и четвероногих .  
• Мэтью Т. Каррано, Тимоти Годен, Ричард Блоб и Джон Уайбл, ред. (2006). Палеобиология амниот: перспективы эволюции млекопитающих, птиц и рептилий . Чикаго: Издательство Чикагского университета . ISBN 0-226-09478-2 и ISBN 978-0-226-09478-6 . В новой книге описаны палеобиологические исследования наземных позвоночных мезозойской и кайнозойской эпох.  
• Роберт Б. Экхардт (2000). Палеобиология человека . Кембриджские исследования в области биологии и эволюционной антропологии. Кембридж, Англия: Издательство Кембриджского университета. ISBN 0-521-45160-4 и ISBN 978-0-521-45160-4 . Эта книга соединяет палеоантропологию и археологию с областью палеобиологии.  
• Дуглас Х. Эрвин (2006). Вымирание: как жизнь на Земле почти закончилась 250 миллионов лет назад. Принстон: Издательство Принстонского университета . ISBN 978-0-691-00524-9 . Исследование палеобиолога множества теорий относительно того, что произошло во время катастрофического пермско-триасового перехода. 
• Брайан Кейт Холл и Венди М. Олсон, ред. (2003). Ключевые слова и понятия эволюционной биологии . Кембридж, Массачусетс: Издательство Гарвардского университета . ISBN 0-674-00904-5 и ISBN 978-0-674-00904-2 .  
• Дэвид Яблонски , Дуглас Х. Эрвин и Джер Х. Липпс (1996). Эволюционная палеобиология . Чикаго: Издательство Чикагского университета, 492 страницы. ISBN 0-226-38911-1 и ISBN 0-226-38913-8 . Хороший американский учебник.  
• Масатоши Ней и Судхир Кумар (2000). Молекулярная эволюция и филогенетика . Оксфорд, Англия: Издательство Оксфордского университета . ISBN 0-19-513585-7 и ISBN 978-0-19-513585-5 . Этот текст связывает анализ ДНК/РНК с эволюционным « деревом жизни » в палеобиологии.  
• Дональд Р. Протеро (2004). Оживление окаменелостей: введение в палеобиологию . Нью-Йорк: МакГроу Хилл . ISBN 0-07-366170-8 и ISBN 978-0-07-366170-4 . Известная книга для начинающих охотников за ископаемыми и молодежи.  
• Марк Ридли , изд. (2004). Эволюция. Оксфорд, Англия: Издательство Оксфордского университета. ISBN 0-19-926794-4 и ISBN 978-1-4051-0345-9 . Антология аналитических исследований по палеобиологии.  
• Рэймонд Роджерс , Дэвид Эберт и Тони Фиорилло (2007). Костные пласты: генезис, анализ и палеобиологическое значение . Чикаго: Издательство Чикагского университета. ISBN 0-226-72370-4 и ISBN 978-0-226-72370-9 . Новая книга об окаменелостях позвоночных животных , особенно четвероногих, обитавших на суше в мезозойскую и кайнозойскую эры.  
• Томас Дж. М. Шопф, изд. (1972). Модели в палеобиологии . Сан-Франциско: Фриман, Купер. ISBN 0-87735-325-5 и ISBN 978-0-87735-325-6 . Широко цитируемая, новаторская классика в этой области, посвященная методологии и количественному анализу .  
• Томас Дж. М. Шопф (1980). Палеоокеанография . Кембридж, Массачусетс: Издательство Гарвардского университета. ISBN 0-674-65215-0 и ISBN 978-0-674-65215-6 . Более поздняя книга известного палеобиолога . В этом тексте обсуждается древняя морская экология .  
• Дж. Уильям Шопф (2001). Колыбель жизни: открытие древнейших окаменелостей Земли . Принстон: Издательство Принстонского университета . ISBN 0-691-08864-0 . Применение биохимического и ультрамикроскопического анализа для анализа микрофоссилий бактерий и архей. 
• Пол Селден и Джон Наддс (2005). Эволюция ископаемых экосистем . Чикаго: Издательство Чикагского университета. ISBN 978-0-226-74641-8 и ISBN 0-226-74641-0 . Недавний анализ и обсуждение палеоэкологии .  
• Дэвид Сепкоски. Перечитывая летопись окаменелостей: рост палеобиологии как эволюционной дисциплины (University of Chicago Press; 2012) 432 страницы; История с середины 19 века с акцентом на «революционную» эпоху 1970-х и начала 1980-х годов и творчество Стивена Джея Гулда и Дэвида Раупа.
• Пол Таш (1980). Палеобиология беспозвоночных . Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья . ISBN 0-471-05272-8 и ISBN 978-0-471-05272-2 . Применяет статистику к эволюции губок , книдарий , червей , брахиопод , мшанок , моллюсков и членистоногих .  
• Шухай Сяо и Алан Дж. Кауфман, ред. (2006). Неопротерозойская геобиология и палеобиология . Нью-Йорк: Springer Science + Business Media . ISBN 978-1-4020-5201-9 . В этой новой книге описываются исследования окаменелостей древнейших многоклеточных животных и растений , особенно беспозвоночных и водорослей эдиакарского периода . 
• Бернард Зиглер и Р.О. Мьюир (1983). Введение в палеобиологию . Чичестер, Англия: Э. Хорвуд. ISBN 0-470-27552-9 и ISBN 978-0-470-27552-8 . Классический британский вводный учебник.  

Внешние ссылки

• Веб-сайт палеобиологии Национального музея естественной истории (Смитсоновский институт) в Вашингтоне, округ Колумбия (архивировано 11 марта 2007 г.)
• База данных палеобиологии