Исследование взаимодействий между организмами и окружающей их средой в геологических временных масштабах.
Палеоэкология (также называемая палеоэкология ) — это изучение взаимодействий между организмами и/или взаимодействий между организмами и их средой в геологических временных масштабах . Как дисциплина палеоэкология взаимодействует, зависит 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. Палеоэкология , сочетающая исследовательский подход к поиску окаменелостей с теоретическим подходом Чарльза Дарвина и Александра фон Гумбольдта , началась с того, что палеонтологи начали изучать как открытые ими древние организмы, так и реконструированную среду, в которой они жили. Визуальные изображения прошлых морских и наземных сообществ считаются ранней формой палеоэкологии. Термин «палеоэкология» был придуман Фредериком Клементсом в 1916 году. [1]
Обзор палеоэкологических подходов
Классическая палеоэкология использует данные окаменелостей и субфоссилий для реконструкции экосистем прошлого. Он включает в себя изучение ископаемых организмов и связанных с ними останков (таких как раковины, зубы, пыльца и семена), что может помочь в интерпретации их жизненного цикла , живых взаимодействий, природной среды , сообществ, а также способа смерти и захоронения. Такие интерпретации помогают реконструкции окружающей среды прошлого (т.е. палеосреды). Палеоэкологи изучили летопись окаменелостей , чтобы попытаться прояснить связь животных с окружающей средой, отчасти чтобы помочь понять современное состояние биоразнообразия . Они выявили тесные связи между таксономическим и экологическим разнообразием позвоночных, то есть между разнообразием животных и занимаемыми ими нишами . [2] Классическая палеоэкология представляет собой преимущественно редукционистский подход: ученые проводят детальный анализ относительно небольших групп организмов в более короткие геологические сроки.
Эволюционная палеоэкология использует данные окаменелостей и другие данные для изучения того, как организмы и их среда обитания меняются с течением времени. Эволюционные палеоэкологи придерживаются целостного подхода, рассматривая изменения как организма, так и окружающей среды, учитывая физические и химические изменения в атмосфере, литосфере и гидросфере во времени. Изучая закономерности эволюции и вымирания в контексте изменений окружающей среды, эволюционные палеоэкологи могут изучать концепции уязвимости и устойчивости видов и окружающей среды.
Сообщество палеоэкологии использует статистический анализ для изучения состава и распределения групп растений или животных. Определив, как связаны между собой растения и животные, местные палеоэкологи могут исследовать структуры древних сообществ организмов. Достижения в области технологий помогли продвинуть эту область за счет использования физических моделей и компьютерного анализа.
Основные принципы
Хотя функции и взаимоотношения ископаемых организмов невозможно наблюдать напрямую (как в экологии), ученые могут описывать и анализировать как отдельных людей, так и сообщества с течением времени. Для этого палеоэкологи делают следующие предположения:
Все организмы адаптированы и ограничены определенной средой обитания и обычно приспособлены к определенному образу жизни.
По сути, все организмы зависят от другого организма, прямо или косвенно.
Ископаемые или физические записи по своей сути неполны: геологическая летопись носит избирательный характер, и некоторые среды с большей вероятностью сохранятся, чем другие. Тафономия , влияющая на чрезмерную или недостаточную представленность окаменелостей, является чрезвычайно важным фактором при интерпретации комплексов ископаемых.
Униформитаризм — это концепция, согласно которой процессы, происходившие в геологическом прошлом, такие же, как те, которые наблюдаются сегодня. В палеоэкологии в качестве методологии используется униформитаризм: палеоэкологи делают выводы о древних организмах и окружающей среде на основе аналогий, которые они находят в настоящем.
Палеоэкологические методы
Zygospira Modeta — атрипидные брахиоподы , сохранившиеся в исходном положении на трепостомной мшанке ; Цинциннат (верхний ордовик ) юго-востока Индианы .
Цель палеоэкологии — построить максимально подробную модель среды обитания ранее живых организмов, обнаруженных сегодня в виде окаменелостей. Процесс реконструкции окружающей среды прошлого требует использования архивов (например, последовательностей отложений), заменителей (например, микро- или мега-окаменелостей и других характеристик отложений, которые предоставляют данные о биоте и физической среде) и хронологии (например, получение абсолютной (или относительной) датировки событий в архиве). Такая реконструкция учитывает сложное взаимодействие факторов окружающей среды, таких как температура, запасы пищи и степень солнечного освещения. Часто большая часть этой информации теряется или искажается в результате процесса окаменения или диагенеза вмещающих отложений, что затрудняет интерпретацию.
Некоторые другие косвенные данные для реконструкции окружающей среды прошлого включают древесный уголь и пыльцу, которые синтезируют данные о пожарах и растительности соответственно. Обе эти альтернативы можно найти в озерах и торфяниках, и они могут предоставить информацию с разрешением от среднего до высокого. [3] Это хорошо изученные методы, часто используемые в палеоэкологической области.
Фактор сложности окружающей среды обычно решается посредством статистического анализа имеющихся числовых данных (количественная палеонтология или палеостатистика), тогда как изучение посмертных процессов известно как область тафономии .
Четвертичный период
Поскольку четвертичный период хорошо представлен в географически обширных записях с высоким временным разрешением, многие гипотезы, возникающие в результате экологических исследований современной окружающей среды, могут быть проверены в тысячелетнем масштабе с использованием палеоэкологических данных. Кроме того, такие исследования предоставляют исторические (доиндустриальные) исходные данные о видовом составе и режимах нарушений для восстановления экосистем или предоставляют примеры для понимания динамики изменения экосистем в периоды крупных изменений климата. Палеоэкологические исследования используются для обоснования усилий по сохранению, управлению и восстановлению. [4] [5] В частности, палеоэкология, ориентированная на пожары, является информативной областью исследований для землепользователей, стремящихся восстановить пожарные режимы экосистемы.
^ Эгертон, Фрэнк Н. (20 мая 2015 г.). Столетняя история Экологического общества Америки. ЦРК Пресс. п. 5. ISBN 978-1-4987-0070-2.
^ Сахни, С., Бентон, М.Дж. и Ферри, Пенсильвания (2010). «Связь между глобальным таксономическим разнообразием, экологическим разнообразием и распространением позвоночных на суше». Письма по биологии . 6 (4): 544–547. дои : 10.1098/rsbl.2009.1024. ПМК 2936204 . ПМИД 20106856.{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
^ «Палеоэкология: окно в прошлое». Исследование прошлого, чтобы понять будущее . Проверено 20 марта 2018 г.
^ Скунмейкер, Питер К.; Фостер, Дэвид Р. (1991). «Некоторые последствия палеоэкологии для современной экологии». Ботаническое обозрение . 57 (3): 204–245. дои : 10.1007/BF02858563. S2CID 43130492.
^ Седдон, Алистер (2013). «Взгляд в прошлое: определение 50 приоритетных исследовательских вопросов палеоэкологии» (PDF) . Журнал экологии . 102 : 256–267. дои : 10.1111/1365-2745.12195 .
Библиография
Фокс Д. «Копай глубже». Сохранение на практике . 7 (3): 15–21. Архивировано из оригинала 10 февраля 2007 г.
Тейлор, П.Д. и Уилсон, Массачусетс, 2003. Палеоэкология и эволюция сообществ морского твердого субстрата. Обзоры наук о Земле 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
