Bolygónk fejlődésének történetét szinte minden tudomány tanulmányozza, és mindegyiknek megvan a maga módszere. A paleontológia például arra a tudományra utal, amely régen múlt geológiai korszakokat, azok szerves világát és a fejlődése során előforduló mintázatokat vizsgálja. Mindez szorosan összefügg az ősi állatok, növények megőrzött nyomainak, létfontosságú tevékenységüknek a fosszilis kövületekben való tanulmányozásával. Azonban minden tudománynak korántsem létezik egy módszere a Föld tanulmányozására, ezek leggyakrabban módszerek összességeként léteznek, és ez alól a paleontológia tudománya sem kivétel.
Tudomány
A terminológiában való jobb eligazodás érdekében a paleontológiai módszerrel való megismerkedés előtt le kell fordítani e tudomány összetett nevét görögről. Három szóból áll: palaios, ontos és logos – „ősi”, „létező” és „tanítás”. Ennek eredményeként kiderül, hogy a paleontológia tudományahelyreállítja, tisztázza, tanulmányozza a régóta kih alt növények és állatok életkörülményeit, feltárja, hogyan alakultak ki az élőlények között az ökológiai kapcsolatok, valamint a létező élőlények és az abiotikus környezet kapcsolata (ez utóbbit nevezzük ekogenezisnek). A bolygó fejlődési útjainak tanulmányozásának őslénytani módszere e tudomány két szakaszát érinti: a paleobotanikát és a paleozoológiát.
Utóbbi a Föld geológiai múltját tanulmányozza az abban a korszakban létező állatvilágon keresztül, és fel van osztva a gerincesek paleozoológiájára és a gerinctelen állatok paleozoológiájára. Most új, modern szekciók is bekerültek ide: paleobiogeográfia, tafonómia és paleoökológia. A Föld tanulmányozásának őslénytani módszerét mindenben alkalmazzák. A paleoökológia egy olyan részleg, amely az élőhelyet és a benne lévő viszonyokat tanulmányozza a távoli geológiai múlt élőlényeinek összes kapcsolatával, a történelmi fejlődés során a körülmények nyomása alatt bekövetkezett változásaival. A taphonómia feltárja az élőlények fosszilis állapotát a halál utáni temetkezési mintákban, valamint megőrzésük feltételeit. A paleobiográfia (vagy paleobiogeográfia) bizonyos élőlények elterjedését mutatja be geológiai múltjuk történetében. Így kiderül, hogy a paleontológiai módszer a növények és állatok maradványainak fosszilis állapotba való átmenetének folyamatát vizsgálja.
Lépések
A fosszilis szervezetek üledékes kőzetekben való megőrzése ebben a folyamatban három szakaszból áll. Az első az, amikor a szerves maradványok felhalmozódnakaz élőlények elpusztulása, lebomlása, valamint a csontváz és a lágyszövetek oxigén és baktériumok hatására bekövetkező pusztulása következtében. A bontási helyek az ilyen anyagokat halott élőlények közösségei formájában halmozzák fel, és ezeket tanatocenózisoknak nevezik. A fosszilis szervezetek megőrzésének második szakasza a temetés. Szinte mindig olyan feltételek jönnek létre, amelyek között a thanatocenózist üledék borítja, ami korlátozza az oxigén hozzáférését, de az élőlények pusztulása folytatódik, mivel az anaerob baktériumok még mindig aktívak.
Minden a maradványok eltemetésének sebességétől függ, néha az üledékképződés gyorsan lezajlik, és a temetkezések alig változnak. Az ilyen temetkezéseket taphocenosisnak nevezik, és a paleontológiai módszer sokkal nagyobb hatást tár fel. A fosszilis szervezetek megőrzésének harmadik szakasza a megkövültség, vagyis a laza üledékek szilárd kőzetekké alakításának folyamata, amelyben a szerves maradványok egyidejűleg fosszíliákká alakulnak. Ez különböző kémiai tényezők hatására történik, amelyek a geológiában a paleontológiai módszert vizsgálják: a kövesedés, átkristályosodás és mineralizáció folyamatait. A fosszilis organizmusok komplexét pedig oriktocenózisnak hívják.
A kőzetek korának meghatározása
A paleontológiai módszer lehetővé teszi a kőzetek korának meghatározását tengeri állatok maradványainak kövületeinek vizsgálatával, amelyek a megkövesedés és mineralizáció során konzerváltak meg. Természetesen nem nélkülözhetjük az ősi organizmusok típusainak osztályozását. Létezik, és segítségével a kőzettömegben talált őskori organizmusokat tanulmányozzák. A tanulmány megtörténikA következő alapelvek: a szerves világ fejlődésének evolúciós jellege, az elh alt szervezetek nem ismétlődő komplexumainak időbeni fokozatos változása és az egész szerves világ fejlődésének visszafordíthatatlansága. Minden, ami őslénytani módszerekkel tanulmányozható, csak rég letűnt geológiai korszakokra vonatkozik.
A minták meghatározásakor az ilyen módszerek alkalmazását előíró legfontosabb rendelkezéseket kell követni. Először is, az egyes komplexumok üledékes képződményeiben csak rájuk jellemző fosszilis szervezetek találhatók, ez a legjellemzőbb tulajdonság. A paleontológiai kutatási módszerek lehetővé teszik az azonos korú kőzetrétegek meghatározását, mivel ezek hasonló vagy azonos kövületeket tartalmaznak. Ez a második jellemző. A harmadik pedig az, hogy az üledékes kőzetek függőleges metszete minden kontinensen abszolút azonos! Mindig ugyanazt a sorrendet követi a fosszilis szervezetek egymásutánjában.
Útmutató kövületek
Az őslénytani kutatás módszerei között szerepel a kövületvezetés módszere, amelyet a kőzetek geológiai korának meghatározására is alkalmaznak. A kövületek irányításával szemben támasztott követelmények a következők: gyors evolúció (akár harmincmillió év), vertikális eloszlása kicsi, vízszintes eloszlása széles, gyakori és jól megőrzött. Lehet például lamellás kopoltyú, belemnitek, ammonitok, brachionódák, korallok, archeocyátok stb.hasonló. A kövületek túlnyomó többsége azonban nincs szigorúan egy bizonyos horizontra korlátozva, ezért nem minden szakaszon találhatók meg. Ezenkívül ez a kövületkomplexum ugyanannak a szakasznak bármely más intervallumában is megtalálható. Ezért ilyen esetekben az evolúció tanulmányozásának még érdekesebb paleontológiai módszerét alkalmazzák. Ez az űrlaphalmazok irányításának módszere.
A formák jelentésükben teljesen eltérőek, ezért van egy felosztásuk is. Ezek olyan irányító (vagy jellegzetes) formák, amelyek vagy a vizsgált idő előtt egy adott pillanatban léteztek és eltűnnek benne, vagy csak azon belül léteznek, vagy a populáció egy adott időben virágzott, és az eltűnés közvetlenül utána következett be. Vannak olyan gyarmati formák is, amelyek a vizsgált idő végén jelennek meg, megjelenésükkel rétegtani határt lehet megállapítani. A harmadik formák relikviák, azaz fennmaradtak, az előző időszakra jellemzőek, majd a vizsgált idő elérkezésekor egyre ritkábban jelennek meg és gyorsan eltűnnek. Az ismétlődő formák pedig a legéletképesebbek, hiszen fejlődésük a kedvezőtlen pillanatokban elhalványul, és ha a körülmények megváltoznak, populációik újra virágoznak.
Paleontológiai módszer a biológiában
Az evolúcióbiológia a kapcsolódó tudományok módszereinek széles skáláját alkalmazza. A leggazdagabb tapasztalatokat az őslénytan, morfológia, genetika, biogeográfia, taxonómia és más tudományterületeken halmozták fel. Ő lett a nagyon alap, veleamelyek segítségével lehetővé vált az élőlények fejlődésével kapcsolatos metafizikai elképzelések legtudományosabb ténnyé alakítása. Különösen hasznosak voltak az általános biológia módszerei. A paleontológiai például minden evolúciós tanulmányban szerepel, és szinte minden evolúciós folyamat tanulmányozására alkalmazható. A legtöbb információt ezeknek a módszereknek az alkalmazása tartalmazza a bioszféra állapotáról, nyomon követhető a szerves világ fejlődésének minden szakasza napjainkig az állat- és növényvilág változási sorozataival. A legfontosabb tények még a fosszilis köztes formák azonosítása, a filogenetikai sorozatok helyreállítása, a szekvenciák felfedezése a fosszilis formák megjelenésében.
A biológia tanulmányozásának őslénytani módszere nincs egyedül. Kettő van belőlük, és mindkettő az evolúcióval foglalkozik. A filogenetikai módszer az élőlények közötti rokonság megállapításának elvén alapul (például a filogenetika egy adott forma történeti fejlődése, amelyet az ősökön keresztül követnek nyomon). A második módszer a biogenetikus, ahol az ontogenezist, vagyis az adott szervezet egyedfejlődését vizsgálják. Ezt a módszert nevezhetjük összehasonlító-embriológiai vagy összehasonlító-anatómiai módszernek is, amikor a vizsgált egyed fejlődésének minden szakaszát az embrió megjelenésétől a felnőtt állapotig követjük. A biológiában a paleontológiai módszer az, amely segít a relatív jelek megjelenésének megállapításában és fejlődésük nyomon követésében, a kapott információk biosztratigráfiai alkalmazásában - faj, nemzetség, család, rend, osztály, típus, királyság. A meghatározás így hangzik: egy módszer, amely kideríti a földkéregben található ősi organizmusok rokonságát.geológiai rétegek, - paleontológiai.
Kutatási eredmények
A régóta kih alt élőlények maradványainak hosszas tanulmányozása azt mutatja, hogy a növények és állatok legalacsonyabb szervezett, azaz primitív formái a legtávolabbi, legősibb kőzetrétegekben találhatók. A magasan szervezettebbek pedig éppen ellenkezőleg, közelebb vannak, fiatalabb betétekben. És nem minden kövület egyformán jelentős a kor megállapítása szempontjából, mivel a szerves világ nagyon egyenetlenül változott. Néhány állat- és növényfaj nagyon sokáig létezett, míg mások szinte azonnal kih altak. Ha az élőlények maradványai sok rétegben találhatók, és a szakaszon a függőleges mentén messze elnyúlnak, például a kambriumtól napjainkig, akkor ezeket a szervezeteket hosszú életűnek kell nevezni.
A hosszú életű kövületek részvételével még a biológia paleontológiai módszere sem segít meghatározni létezésük pontos korát. Irányadóak, amint azt fentebb már kifejtettük, ezért nagyon különböző és gyakran egymástól nagyon távoli helyeken találhatók, vagyis földrajzi elterjedtségük igen széles. Ráadásul nem is ritka lelet, mindig nagyon nagy számban vannak. De a különböző kőzetrétegekben elterjedt kövületek tették könnyebbé a vezető formák változási sorrendjének megállapítását az általános biológia módszereivel. Az őslénytani módszer nélkülözhetetlen az idő által az üledékes kőzetek vastagsága alá rejtett ősi organizmusok tanulmányozásában.
Egy kis történelem
Különböző összehasonlításakőzetrétegek és a bennük található kövületek tanulmányozása relatív koruk meghatározása érdekében – ezt a paleontológiai módszert javasolta a XVIII. században W. Smith angol tudós. Ő írta az első tudományos közleményeket ezen a tudományterületen arról, hogy a kövületek rétegei azonosak. Egymás után rétegenként rakódtak le az óceán fenekére, és mindegyik rétegben olyan elh alt élőlények maradványai voltak, amelyek éppen ennek a rétegnek a kialakulásakor léteztek. Ezért minden réteg csak a saját kövületeit tartalmazza, amelyekből lehetővé vált a kőzetképződés időpontjának meghatározása a különböző területeken.
Az életállapot fejlődési szakaszait őslénytani módszerrel hasonlítják össze, és az események időtartamát nagyon viszonylagosan állítják be, de ezek sorrendje, valamint a geológiatörténeti sorrend minden szakaszában megbízhatóan nyomon követhető. Ezért a földkéreg egy bizonyos szakaszának fejlődéstörténetének ismerete a geológiai események változási sorrendjének megállapításán és helyreállításán keresztül történik, a teljes út nyomon követhető a legősibb kőzetektől a legfiatalabbakig. Így tisztázódnak azok a változások, amelyek a bolygó életének modern megjelenéséhez vezettek.
A geológiában
A geológiai paleontológiai módszereket először jóval korábban javasolták. Ezt a dán N. Steno tette a tizenhetedik század közepén. Ezenkívül sikerült teljesen helyesen ábrázolnia az anyag üledékeinek képződésének folyamatát a vízben, és ezértkét fő következtetést vont le. Először is, minden réteget szükségszerűen párhuzamos felületek határolnak, amelyek eredetileg vízszintesen helyezkedtek el, másrészt minden rétegnek nagyon jelentős vízszintes kiterjedésűnek kell lennie, és ezért nagyon nagy területet kell elfoglalnia. Ez azt jelenti, hogy ha a rétegek előfordulását ferdén figyeljük meg, akkor biztosak lehetünk benne, hogy ez az előfordulás valamilyen későbbi folyamat eredménye volt. A tudós geológiai felméréseket végzett Toszkánában (Olaszország), és teljesen helyesen határozta meg az előfordulások relatív korát a kőzetek kölcsönös elhelyezkedése alapján.
W. Smith angol mérnök figyelte, ahogy egy évszázaddal később ásják a csatornát, és nem tudott nem figyelni a szomszédos kőzetrétegekre. Mindegyik hasonló szervesanyag-maradványokat tartalmazott. De az egymástól távol eső rétegeket összetételükben élesen eltérőnek írta le. Smith munkája érdekelte Brongniard és Cuvier francia geológusokat, akik a javasolt őslénytani módszert alkalmazták, és 1807-ben ásványtani leírást készítettek a teljes Párizsi-medence földrajzi térképével. A térképen a rétegek eloszlásának megjelölése szerepelt kormegjelöléssel. Nehéz túlbecsülni ezeknek a tanulmányoknak a jelentőségét, felbecsülhetetlen értékűek, hiszen mind a tudományok, mind a geológia, mind a biológia ezen az alapon rendkívül éles fejlődésnek indult.
Darwin elmélete
A kőzetek kormeghatározásának őslénytani módszerének megalapítói a felosztásukkal alapot adtak egy valóban tudományos igazolás kialakulásához, hiszen Brongniard, Cuvier, Smith és Steno felfedezései alapjánforradalmian új és valóban tudományos alátámasztása ennek a módszernek. Megjelent a fajok eredetére vonatkozó elmélet, amely bebizonyította, hogy a szerves világ nem különálló, szétszórt életközpontok, amelyek egyes geológiai időszakokban keletkeztek és kih altak. A földi élet rendkívüli meggyőzően sorakozott fel ezen elmélet szerint. Egyik megnyilvánulásában sem volt véletlen. Mintha egy nagy (és mellesleg az ókori népek sok mítoszában énekelt) életfa elavult (elh alt) ágakkal borítaná be a földet, a magasságban pedig örökké virágzik és nő - így mutatta be az evolúciót Darwin.
Ennek az elméletnek köszönhetően a szerves kövületek különös érdeklődésre tettek szert, mint minden modern élőlény ősei és rokonai. Ezek már nem "formázott kövek" vagy "a természet érdekességei" voltak szokatlan formájúak. A történelem legfontosabb dokumentumaivá váltak, amelyek pontosan bemutatják, hogyan alakult ki a szerves élet a Földön. És elkezdték a paleontológiai módszert a lehető legszélesebb körben alkalmazni. A Föld egész földgömbjét tanulmányozzák: a különböző kontinensek kőzeteit hasonlítják össze egymástól a lehető legtávolabb eső metszetekben. És mindezek a tanulmányok csak megerősítik Darwin elméletét.
Életformák
Bizonyított, hogy az egész szerves világ, amely a Föld fejlődésének első, legkorábbi történelmi szakaszaiban jelent meg, folyamatosan változott. A külső körülmények és helyzetek befolyásolták, ezért a gyenge fajok kih altak, az erősek pedig alkalmazkodtak és fejlődtek. A fejlesztés a legtöbbről indultegyszerű, úgynevezett alacsonyan szervezett szervezetektől a magasan szervezett, tökéletesebbekig. Az evolúciós folyamat visszafordíthatatlan, ezért minden adaptált organizmus soha nem fog tudni visszatérni az első állapotába, a megjelent új jelek nem tűnnek el sehol. Éppen ezért soha nem fogjuk látni a föld színéről eltűnt szervezetek létezését. És csak őslénytani módszerrel vizsgálhatjuk maradványaikat a kőzettömegekben.
A rétegek korának meghatározásával kapcsolatban azonban messze nem minden probléma oldódott meg. A különböző kőzetrétegekbe zárt azonos kövületek nem mindig garantálják e rétegek azonos korát. Az tény, hogy sok növény és állat olyan kiválóan tudott alkalmazkodni a környezeti feltételekhez, hogy geológiai történetének sok millió évét jelentős változások nélkül élték meg, így maradványaik szinte minden korú lelőhelyen megtalálhatók. Más élőlények azonban óriási sebességgel fejlődtek, és ők tudják megmondani a tudósoknak a kőzet korát, amelyben megtalálták őket.
Az állatfajok időbeli változásának folyamata nem következhet be azonnal. Az új fajok pedig nem egyszerre jelennek meg különböző helyeken, eltérő ütemben telepednek meg, és nem is egyszerre pusztulnak ki. Az ereklyefajták ma Ausztrália állatvilágában találhatók. A kenguruk és sok más erszényes állat például más kontinenseken már régen kih alt. De a kőzetek tanulmányozásának őslénytani módszere még mindig segít a tudósoknak közelebb kerülni az igazsághoz.
