Палеобиология

Брахиоподы и мшанки в ордовикском известняке, южная Миннесота

Палеобиология (или палеобиология ) — междисциплинарная область , объединяющая методы и открытия, найденные как в науках о Земле , так и в науках о жизни . Палеобиологию не следует путать с геобиологией , которая больше фокусируется на взаимодействии биосферы и физической Земли .

Палеобиологические исследования используют биологические полевые исследования современной биоты и ископаемых возрастом в миллионы лет, чтобы ответить на вопросы о молекулярной эволюции и эволюционной истории жизни . В этом научном поиске обычно анализируются макроископаемые , микроископаемые и следы ископаемых . Однако биохимический анализ образцов ДНК и РНК в 21 веке 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 , но также включая грибы и морские водоросли ( algae ). См. также микологию , фикологию 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 микроископаемые и палинология .
Палеовирусология изучает эволюционную историю вирусов в палеобиологических временных масштабах.
Палеобиохимия использует методы и принципы органической химии для обнаружения и анализа свидетельств древней жизни на молекулярном уровне , как микроскопических , так и макроскопических .
Палеоэкология изучает прошлые экосистемы , климат и географию с целью лучшего понимания доисторической жизни .
Тафономия анализирует посмертную историю (например, распад и разложение ) отдельного организма с целью получения информации о поведении , смерти и окружающей среде окаменелого организма .
Палеоихнология анализирует следы , углубления , тропы, норы , отпечатки и другие ископаемые следы, оставленные древними организмами, с целью получения информации об их поведении и экологии .
Стратиграфическая палеобиология изучает долгосрочные вековые изменения, а также (краткосрочную) послойную последовательность изменений в характеристиках и поведении организмов . См. также стратификация , осадочные породы и геологическая шкала времени .
Эволюционная палеобиология развития изучает эволюционные аспекты режимов и траекторий роста и развития в эволюции жизни – клады как вымершие , так и существующие . См. также адаптивную радиацию , кладистику , эволюционную биологию , биологию развития и филогенетическое дерево .

Палеобиологи

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

Однако заслуга в создании самого слова «палеобиология » принадлежит профессору Чарльзу Шухерту . Он предложил этот термин в 1904 году, чтобы инициировать «широкую новую науку», объединяющую «традиционную палеонтологию с доказательствами и открытиями геологии и изотопной химии». ^[1]

С другой стороны, Чарльз Дулиттл Уолкотт , авантюрист Смитсоновского института , был назван «основателем докембрийской палеобиологии». Хотя он больше всего известен как первооткрыватель ископаемых животных из сланцев Берджесс в середине кембрия , в 1883 году этот американский куратор нашел «первые известные науке докембрийские ископаемые клетки» — строматолитовый риф, тогда известный как водоросли Cryptozoon . В 1899 году он обнаружил первые ископаемые клетки акритарха , 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]

Позже палеобиологи 20-го века также сыграли видную роль в обнаружении архейских и протерозойских микроископаемых эонов : в 1954 году Стэнли А. Тайлер и Элсо С. Баргхорн описали цианобактерии и грибоподобную микрофлору возрастом 2,1 миллиарда лет на своем участке окаменелостей Ганфлинт-Черт . Одиннадцать лет спустя Баргхорн и Дж. Уильям Шопф сообщили о прекрасно сохранившейся докембрийской микрофлоре на своем участке Биттер-Спрингс в бассейне Амадеус , Центральная Австралия. ^[3]

В 1993 году Шопф обнаружил сине-зеленые бактерии, вырабатывающие O _{2 ,} на своем участке Apex Chert возрастом 3,5 миллиарда лет в кратоне Пилбара , Марбл-Бар , в северо-западной части Западной Австралии . Таким образом, палеобиологи наконец-то добрались до истоков докембрийской « кислородной катастрофы ». ^[4]

В начале 21-го века два палеобиолога Анджали Госвами и Томас Халлидей изучали эволюцию млекопитающих в мезозойскую и кайнозойскую эры (от 299 миллионов до 12 000 лет назад). ^[5] Кроме того, они обнаружили и изучили морфологическое неравенство и быстрые темпы эволюции живых организмов в конце и после массового вымирания мелового периода (от 145 миллионов до 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 прессе

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

Расцвет и царство млекопитающих: новая история от тени динозавров ^[8] до нас, написанная Стивом Брусаттом
Otherlands: A Journey Through Earth's Extinct Worlds ^[9], автор Томас Холлидей
Введение в палеобиологию и летопись ископаемых – 22 апреля 2020 г. Майкл Дж. Бентон (автор), Дэвид А. Т. Харпер (автор)

Смотрите также

Сноски

^ Шухерт цитируется на странице 170 книги « Колыбель жизни: открытие самых ранних ископаемых на Земле» (Принстон: Princeton University Press ) Дж. Уильяма Шопфа (1999). ISBN 0-691-00230-4 .
^ Вклад Уолкотта описан Дж. Уильямом Шопфом (1999) на страницах 23–31. Другим хорошим источником является EL Yochelson (1997), Charles Doolittle Walcott: Paleontologist (Кент, Огайо: Kent State University Press ).
^ Палеобиологические открытия Тайлера, Баргхорна и Шопфа изложены на страницах 35–70 книги Шопфа (1999).
^ Микрофлора апексного кремня описана самим Шопфом (1999) на страницах 71–100.
^ Холлидей, Томас (8 апреля 2013 г.). «Тестирование модели ингибирующего каскада у млекопитающих мезозойского и кайнозойского возраста». BMC Ecology and Evolution . 13 (79): 79. Bibcode : 2013BMCEE..13...79H. doi : 10.1186/1471-2148-13-79 . PMC 3626779. PMID 23565593 .
^ Холлидей, Томас (28 марта 2016 г.). «Эутерийные морфологические различия в ходе массового вымирания в конце мелового периода». Биологический журнал Линнеевского общества . 118 (1): 152–168. doi : 10.1111/bij.12731 .
^ Холлидей, Томас (29 июня 2016 г.). «Эутерианы испытали повышенные темпы эволюции сразу после массового вымирания мелового и палеогенового периодов». Труды Королевского общества B . 283 (1833). doi :10.1098/rspb.2015.3026. PMC 4936024 . PMID 27358361.
^ Брусатте, Стив (2022). Возвышение и господство млекопитающих: Новая история, от тени динозавров до нас (1-е изд.). Соединенные Штаты: Mariner Books. ISBN 978-0062951519.
^ Холлидей, Томас (2022). Otherlands: A Journey Through Earth's Extinct Worlds (1-е изд.). США: Random House. ISBN 978-0593132883.

Derek EG Briggs и Peter R. Crowther, eds. (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). Модели и процессы эволюции позвоночных . Серия палеобиологии Кембриджа. 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 этой новой книге описываются палеобиологические исследования наземных позвоночных мезозойской и кайнозойской эр.
Роберт Б. Экхардт (2000). Палеобиология человека . Кембриджские исследования по биологии и эволюционной антропологии. Кембридж, Англия: Cambridge University Press. ISBN 0-521-45160-4 и ISBN 978-0-521-45160-4 . Эта книга связывает палеоантропологию и археологию с областью палеобиологии.
Дуглас Х. Эрвин (2006). Вымирание: как жизнь на Земле почти закончилась 250 миллионов лет назад. Принстон: Princeton University Press . ISBN 978-0-691-00524-9 . Исследование палеобиологом многочисленных теорий относительно того, что произошло во время катастрофического перехода от перми к триасу.
Брайан Кейт Холл и Венди М. Олсон, ред. (2003). Ключевые слова и концепции в 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 Джери Х. Липпс (1996). Эволюционная палеобиология . Чикаго: Издательство Чикагского университета, 492 страницы. ISBN 0-226-38911-1 и ISBN 0-226-38913-8 . Прекрасный американский учебник.
Масатоши Ней и Судхир Кумар (2000). Молекулярная эволюция и филогенетика . Оксфорд, Англия: Oxford University Press . ISBN 0-19-513585-7 и ISBN 978-0-19-513585-5 . Этот текст связывает анализ ДНК/РНК с эволюционным « древом жизни » в палеобиологии.
Дональд Р. Протеро (2004). Оживляя окаменелости: Введение в палеобиологию . Нью-Йорк: McGraw Hill . ISBN 0-07-366170-8 и ISBN 978-0-07-366170-4 . Признанная книга для начинающих охотников за окаменелостями и молодых людей.
Марк Ридли , ред. (2004). Эволюция. Оксфорд, Англия: Oxford University Press. ISBN 0-19-926794-4 и ISBN 978-1-4051-0345-9 . Антология аналитических исследований в палеобиологии.
Raymond Rogers , David Eberth и Tony Fiorillo (2007). Bonebeds: Genesis, Analysis and Paleobiological Significance . Чикаго: University of Chicago Press. ISBN 0-226-72370-4 и ISBN 978-0-226-72370-9 . Новая книга об ископаемых позвоночных , особенно четвероногих на суше в мезозойскую и кайнозойскую эры.
Thomas JM Schopf, ed. (1972). Модели в палеобиологии . Сан-Франциско: Freeman, Cooper. ISBN 0-87735-325-5 и ISBN 978-0-87735-325-6 . Часто цитируемая, основополагающая классика в области обсуждения методологии и количественного анализа .
Thomas JM Schopf (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 .
J. William Schopf (2001). Cradle of Life: The Discovery of Earth's Earlye Fossils . Princeton: Princeton University Press . ISBN 0-691-08864-0 . Использование биохимического и ультрамикроскопического анализа для анализа микроокаменелостей 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 ископаемых: развитие палеобиологии как эволюционной дисциплины (Издательство Чикагского университета; 2012) 432 страницы; История с середины XIX века с акцентом на «революционную» эпоху 1970-х и начала 1980-х годов и работы Стивена Джея Гулда и Дэвида Раупа.
Пол Таш (1980). Палеобиология беспозвоночных . Нью-Йорк: John Wiley & Sons . ISBN 0-471-05272-8 и ISBN 978-0-471-05272-2 . Применяет статистику к эволюции губок , книдарий , червей , плеченогих , 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 ископаемых останков самых ранних многоклеточных животных и растений , особенно беспозвоночных и водорослей эдиакарского периода .
Бернард Циглер и Р. О. Мьюир (1983). Введение в палеобиологию . Чичестер, Англия: E. Horwood. ISBN 0-470-27552-9 и ISBN 978-0-470-27552-8 . Классический британский вводный учебник.

Внешние ссылки

Сайт палеобиологии Национального музея естественной истории (Смитсоновский институт) в Вашингтоне, округ Колумбия (архив 11 марта 2007 г.)
База данных палеобиологии