2.2. Основы палеонтологии беспозвоночных
Задание 1. На основе учебной коллекции изучить, описать и зарисовать основных представителей ископаемых следующих типов:
- простейших;
- губок;
- археоциат;
- кишечнополостных;
- членистоногих;
- брахиопод;
- двустворчатых моллюсков;
- брюхоногих моллюсков;
- головоногих моллюсков;
- иглокожих;
- мшанок
- полухордовых.
Теоретическая часть
Палеонтология – наука, изучающая органический мир прошлых геологических эпох и закономерности его исторического развития в тесной связи с изучением истории развития Земли.
Изучение органического мира прошлого основывается на изучении любых сохранившихся остатков древних растений и животных или следов их жизнедеятельности, называемых окаменелостями. В связи с этим палеонтология может быть определена как наука об ископаемых.
В современном органическом мире насчитывается свыше 1500000 видов, многие из которых представлены огромным числом индивидуумов. Но в ископаемом состоянии сохраняется только весьма незначительная ее часть.
Палеонтология состоит из двух разделов: палеозоологии и палеоботаники. Палеозоология изучает животный мир геологического прошлого и разделяется на палеозоологию беспозвоночных и палеозоологию позвоночных. Палеоботаника изучает мир растений прошлых геологических эпох.
Наука палеонтология, относимая в настоящее время к циклу биологических наук, тесно связана с геологическими науками, поскольку историческое развитие органического мира, его темпы, направление и все особенности развития находятся в зависимости от истории развития Земли, изменения климата, тектонических движений, рельефа и т.д.
С другой стороны, развитие целого ряда геологических дисциплин, таких, как стратиграфия, историческая геология, литология и др., невозможно без учета данных палеонтологии. Так, геологическая хронология и периодизация геологической истории основаны на палеонтологических данных. Палеонтологический метод был и остается важнейшим методом определения относительного возраста горных пород и стратиграфической параллелизации (корреляции) геологических образований.
УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ И СОХРАНЕНИЯ ИСКОПАЕМЫХ ОСТАТКОВ ЖИВОТНЫХ И РАСТЕНИЙ
Ископаемые, или окаменелости, встречаются преимущественно в морских осадочных породах, значительно реже – в континентальных и отсутствуют в изверженных породах. Выделяются три основных этапа образования местонахождений ископаемых: 1)накопление органических остатков; 2) захоронение и 3) фоссилизация.
1. Накопление органических остатков происходит вследствие массового вымирания организмов. Одни из них погибают естественной смертью, другие – от различных неблагоприятных причин. При участии бактерий и кислорода происходит разложение и разрушение мягких тканей и скелета. Органические остатки рассеиваются и накапливаются в определенных местах, образуя иногда значительные скопления.
2. Захоронение. При благоприятных условиях органические остатки покрываются осадком, который ограничивает доступ кислорода и дальнейшее их разрушение, хотя в какой-то степени процессы разрушения могут продолжаться под воздействием анаэробных бактерий. Быстрое захоронение органических остатков в асфальте, смоле, водах, пересыщенных солями, во льду благоприятствует их сохранению. Важное значение имеют скорость осадконакопления, размыва, переотложения и растворения осадков.
3. Фоссилизация. Третий этап связан с превращением рыхлых осадков в горные породы (литификация), с одновременным превращением органических остатков в окаменелости (фоссилизация) под действием возрастающих температуры и давления, новых химических условий. При этом происходят следующие процессы, способствующие сохранению органических остатков:
- окаменение - заполнение минеральным веществом пор и пустот раковин, костей, растительных тканей;
- перекристаллизация - переход первичного вещества, имевшего некристаллическую структуру, в кристаллическую (например, переход аморфного кремнезема губок в кристаллическую форму);
- минерализация – замещение органического вещества организма минеральным (с образованием псевдоморфоз). Агентами минерализации являются карбонаты кальция и магния, фосфаты, сульфиды (пирит), оксиды и гидроксиды (кремнезем в различных модификациях, лимонит (например псевдоморфоза халцедона по дереву).
ФОРМЫ СОХРАННОСТИ ИСКОПАЕМЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ ОСТАТКОВ
Выделяют следующие формы сохранности органических остатков.
1. Полная сохранность (туша). При исключительно благоприятных условиях естественного захоронения трупы животных могут сохраниться почти в неизменном виде, например, туши мамонтов, лошадей, носорогов – в вечной мерзлоте, насекомые и другие членистоногие – в янтаре, птицы и насекомые – в асфальте и озокерите.
2. Скелет. Обычно в ископаемом состоянии сохраняются минеральные, реже – органические скелеты, как правило, кости, челюсти, зубы, позвонки.
3. Раковина. Хорошую форму сохранности дают отдельные створки раковин.
4. Ядро. Различают внутреннее и внешнее ядро. Если внутренняя полость раковины или скелета заполняется осадком, а затем раковина или скелет разрушаются, то возникает внутреннее ядро. Если раковина или скелет разрушаются, а оставшаяся полость целиком заполняется минеральным веществом, то возникает внешнее ядро, передающее особенности наружного строения.
5. Отпечатки. В породе иногда сохраняются отпечатки скелетов позвоночных, раковин, растений и так далее. Лучшая их сохранность – в глинистых породах, реже отпечатки встречаются в песчаниках и известняках.
7. Пыльца и споры древних растений, являющиеся объектом исследования споро-пыльцевого анализа.
7. Следы жизнедеятельности древних животных: следы ползания (червей, членистоногих, моллюсков), хождения (наземных позвоночных), сверления и зарывания (моллюсков, червей и др.).
Методические указания
С помощью данного пособия и других справочных материалов опишите и зарисуйте наиболее важных представителей ископаемых беспозвоночных животных, имеющихся в учебной коллекции.
Изучение ископаемых проводится в течение семи занятий.
Занятие 1
1.Изучите условия образования и сохранения ископаемых остатков животных и растений и формы сохранности ископаемых органических остатков.
2. Изучите характеристику подцарства Protozoa (одноклеточные), типа Sarcomastigopora (корнежгутиковые), класса Sarcodina (Саркодовые), подкласса Rhizopoda (Корненожки), отряда Foraminifera (Фораминиферы); образ жизни и геологическое значение фораминифер.
3. Опишите и зарисуйте основных представителей фораминифер, имеющихся в учебной коллекции:
1) род Fusulina;
2) род Schwagerina;
3) род Nummulites.
4. Изучите характеристику типа Spongia (губки).
5. Зарисуйте и опишите представителя типа губок род Ventriculites.
6. Изучите характеристику типа Archaeocyatha (Археоциаты), их роль и значение в геологии.
7. Зарисуйте и опишите представителя археоциат род Archaeocyathus
Контрольные вопросы
1. Какие формы сохранности ископаемых вам известны?
2. Что такое руководящие ископаемые?
3. Для каких периодов фузулины и швагерины имеют геологическое и стратиграфическое значение?
4. Для каких периодов типичны нуммулитовые известняки?
5. По какому признаку классифицируются губки?
6. Назовите время жизни археоциат?
Занятие 2
1. Изучите характеристику типа Coelenterata (Кишечнополостные), класс Hydrozoa (Гидроидные).
2. Зарисуйте и опишите представителя класса гидроидных род Stromatopora.
3. Изучите характеристику класса Antozoa (Коралловые полипы) подкласса Tabulatomorpha (Трубчатые кораллы).
4. Зарисуйте и опишите следующих представителей этого подкласса:
1) род
Chaetetes;
2) род
Favosites;
3) род
Syringopora.
5. Изучите характеристику подкласса Rugosa, или Тetracoralla (Четырехлучевые кораллы).
6. Зарисуйте и опишите следующих представителей четырехлучевых кораллов:
1) род
Lithostrotion;
2) род
Lonsdaleia;
3) род
Calceola.
Контрольные вопросы
1. Охарактеризуйте основные черты строения кишечнополостных.
2.Охарактеризуйте строение скелета коралловых полипов.
3. Назовите характерные роды табулят.
4. Назовите время жизни трубчатых кораллов?
5. Чем четырехлучевые кораллы отличаются от трубчатых кораллов?
6.Назовите характерные роды четырехлучевых кораллов.
7. Назовите время жизни четырехлучевых кораллов.
8. Охарактеризуйте геологическое и стратиграфическое значение кораллов.
9. Какие ископаемые кораллы встречаются в отложениях на территории Рязанской области?
Занятие 3
1. Изучите характеристику типа Brachiopoda (Плеченогие) класса Inarticulata (Беззамковые) и класса Articulata (Замковые); внутреннее строение плеченогих, строение раковины плеченогих.
2. Зарисуйте и опишите следующих представителей плеченогих:
класс
Inarticulata
1) род
Obolus;
класс
Articulata
2) род Orthis;
3) род
Pentamerus;
4) род
Productus;
5) род
Gigantoproductus;
6) род
Rhynchonella;
7) род
Spirifer;
8) род
Cyrtospirifer;
9) род
Terebratula;
10) род
Atrypa.
Контрольные вопросы
1. Охарактеризуйте основные черты строения тела брахиопод.
2. Когда жили беззамковые брахиоподы?
3. Назовите руководящие окаменелости палеозоя.
4. Какие брахиоподы имели руководящее значение в мезозое?
5. Охарактеризуйте стратиграфическое и геологическое значение брахиопод.
6. Какие ископаемые брахиоподы встречаются в отложениях на территории Рязанской области?
Занятие 4
1. Изучите характеристику типа Arthropoda (Членистоногие) класса Trilobita (Трилобиты).
2. Зарисуйте и опишите следующих представителей трилобитов:
1) род
Olenellus;
2) род
Paradoxides;
3) род
Asaphus;
4) род Illaenus.
3. Изучите характеристику типа Molluska (Моллюски) класса Gatropoda (Брюхоногие): строение раковины и образ жизни; классификацию брюхоногих моллюсков.
4. Зарисуйте и опишите следующих представителей класса брюхоногих моллюсков:
подкласс Prosobranchia (Переднежаберные)
1) род Bellerophon;
2) род Pleurotomaria;
3) род Turritella
подкласс Pulmonata (Легочные)
4) род Helix.
Контрольные вопросы
1. Охарактеризуйте строение панциря трилобитов.
2. Назовите время жизни трилобитов.
3. Когда они вымирают?
4. Для какого времени они имеют руководящее значение?
5. Охарактеризуйте строение тела и раковины гастропод.
6. Назовите ископаемых гастропод мезозоя. Какие из них встречаются в отложениях на территории Рязанской области?
Занятие 5
Тип Mollusca (Моллюски)
1. Изучите характеристику класса Bivalvia, или Lamellibranchiata (Двустворчатые).
2. Зарисуйте и опишите следующих представителей класса двустворчатых моллюсков:
отряд Taxodonta (Рядозубые)
1)род Arca;
отряд Heterodonta (Разнозубые)
2) род Cardium
3) род Astarte;
4) род Mactra;
5) род Unio;
отряд Dysodonta (Беззубые)
6) род Gryphaea;
7) род Aucella;
8) род Inoceramus;
9) род Pecten;
10) род Ostrea.
Контрольные вопросы
1. Охарактеризуйте основные черты строения тела и раковины двустворчатого моллюска.
2. Чем раковина двустворчатых моллюсков отличается от раковины брахиопод?
3. Перечислите отряды двустворчатых моллюсков, выделяемые по характеру строения замочного аппарата.
4. Назовите руководящие окаменелости пелиципод для мезозоя. Какие из них встречаются в юрских отложениях на территории Рязанской области?
Занятие 6
Тип Mollusca (Моллюски)
1. Изучите характеристику класса Cephalopoda (Головоногие).
2. Зарисуйте и опишите следующих представителей класса головоногих моллюсков:
подкласс
Endoceratoidea
отряд
Endoceratida
1)род
Endoceras;
подкласс
Orthoceratoidea
отряд
Orthoceratida
2) род Orthoceras;
подкласс
Nautiloidea
отряд
Nautilida
3) род
Nautilus;
подкласс
Ammonoidea
отряд
Agoniatitida
4) род
Timanites;
отряд
Ceratitida
5) род Ceratites;
отряд
Phylloceratida
6) род
Philloceras;
отряд
Ammonitida
7) род
Cadoceras;
8) род
Virgatites;
9) род
Cardioceras;
подкласс
Coleoidea
отряд
Belemnitida
10) род Cylindroteuthis;
11) род
Pachyteuthis;
12) род Belemnitella.
Контрольные вопросы
1. Охарактеризуйте основные черты строения тела и раковины головоногих моллюсков.
2. Перечислите и зарисуйте типы перегородочных линий у наружнораковинных головоногих.
3. Охарактеризуйте строение раковины белемнитов.
4. Когда вымерли аммониты и белемниты?
5. Охарактеризуйте стратиграфическое значение головоногих моллюсков.
5. Какие ископаемые головоногие моллюски встречаются в отложениях на территории Рязанской области?
Занятие 7
1. Изучите характеристику типа Echinodermata (Иглокожие), класса Сystoidea (Морские пузыри); класса Crinoidea (Морские лилии); класса Echinoidea (Морские ежи).
2. Зарисуйте и опишите следующих представителей класса морских пузырей:
класс Cystoidea
1) род Echinosphaerites.
3. Зарисуйте общий вид морской лилии, обозначьте основные части ее скелета.
4. Зарисуйте и опишите следующих представителей класса морских ежей:
класс
Echinoidea
1) род
Archaeocydaris;
2) род
Cidaris;
3) род
Echinocorys;
4) род
Micraster.
5. Изучите характеристику типа Bryzoa (Мшанки).
6. Зарисуйте и опишите следующих представителей мшанок:
класс Stenolaemata (Стенолематы)
отряд Cryptostomata (Криптостоматы)
1) род Fenestella;
2) род Polipora.
5. Изучите характеристику типа Hemichordata (Полухордовые), класса Gratolithina (Граптолиты).
6.Зарисуйте и опишите следующих представителей класса граптолитов:
1) род
Dictyonema;
2) род
Monograptus;
3) род
Diplograptus.
Контрольные вопросы
1. Охарактеризуйте основные черты строения иглокожих.
2. Что такое амбулакральная система и какие функции она выполняет?
3. Охарактеризуйте строение скелета морских лилий.
4. Чем правильные ежи отличаются от неправильных? Когда они жили?
5. Охарактеризуйте основные черты строения мшанок и их роль в геологии.
6. Охарактеризуйте основные черты строения граптолитов. Когда они жили?
Рекомендуемая литература
1. Ходалевич А. Н., Торбакова А. Ф. Палеонтология. – М.: Изд-во «Высшая школа», 1965.
2. Ходалевич. А. Н. Историческая геология с элементами палеонтологии. – М.:Изд-во «Высшая школа», 1972.
3. Гурский Б. Н. Историческая геология с элементами палеонтологии. – Минск: «Вышэйшая школа», 1979.
4. Музафаров В. Г.
Определитель минералов, горных пород и окаменелостей. – М,: «Недра», 1979.