Paleontologi
| Del av en serie om |
| paleontologi |
|---|
 |
|
Paleontologiportalkategori _ |
Paleontologi ( / ˌ p eɪ l i ɒ n ˈ t ɒ l ə dʒ i , ˌ p æ l i -, - ən -/ ), även stavat paleontologi eller palæontologi , är den vetenskapliga studien av liv som fanns före, och ibland inklusive början av den holocene epoken (ungefär 11 700 år före nutid). Det inkluderar studiet av fossiler för att klassificera organismer och studera deras interaktioner med varandra och deras miljöer (deras paleoekologi ). Paleontologiska observationer har dokumenterats så långt tillbaka som på 500-talet f.Kr. Vetenskapen etablerades på 1700-talet som ett resultat av Georges Cuviers arbete med jämförande anatomi och utvecklades snabbt på 1800-talet. Termen har använts sedan 1822 bildad från grekiska παλαιός ( 'palaios' , "gammal, urgammal"), ὄν ( 'på' , ( gen. 'ontos' ), "varelse, varelse") och λόγος ( 'logotyper' , "tal, tanke, studie").
Paleontologin ligger på gränsen mellan biologi och geologi , men skiljer sig från arkeologi genom att den utesluter studier av anatomiskt moderna människor . Den använder nu tekniker hämtade från ett brett spektrum av vetenskaper, inklusive biokemi , matematik och ingenjörskonst. Användning av alla dessa tekniker har gjort det möjligt för paleontologer att upptäcka mycket av livets evolutionära historia, nästan hela vägen tillbaka till när jorden blev kapabel att stödja liv, för nästan 4 miljarder år sedan. I takt med att kunskapen har ökat har paleontologin utvecklat specialiserade underavdelningar, av vilka några fokuserar på olika typer av fossila organismer medan andra studerar ekologi och miljöhistoria, såsom forntida klimat .
Kroppsfossiler och spårfossiler är de huvudsakliga typerna av bevis om forntida liv, och geokemiska bevis har hjälpt till att tyda livets utveckling innan det fanns organismer som var tillräckligt stora för att lämna kroppsfossiler. Att uppskatta datumen för dessa lämningar är viktigt men svårt: ibland tillåter intilliggande bergskikt radiometrisk datering , vilket ger absoluta datum som är exakta till inom 0,5 %, men oftare måste paleontologer förlita sig på relativ datering genom att lösa biostratigrafins " pussel " (arrangemang av bergskikt från yngsta till äldsta). Att klassificera forntida organismer är också svårt, eftersom många inte passar bra in i den Linnéska taxonomin för att klassificera levande organismer, och paleontologer använder oftare kladistik för att rita upp evolutionära "släktträd". Den sista fjärdedelen av 1900-talet utvecklades molekylär fylogenetik , som undersöker hur nära organismer är släkt genom att mäta likheten mellan DNA i deras genom . Molekylär fylogenetik har också använts för att uppskatta datumen när arterna divergerade, men det finns kontroverser om tillförlitligheten hos den molekylära klockan som sådana uppskattningar beror på.
Översikt
Den enklaste definitionen av "paleontologi" är "studiet av forntida liv". Fältet söker information om flera aspekter av tidigare organismer: "deras identitet och ursprung, deras miljö och evolution, och vad de kan berätta för oss om jordens organiska och oorganiska förflutna".
Historisk vetenskap
William Whewell (1794–1866) klassade paleontologi som en av de historiska vetenskaperna, tillsammans med arkeologi , geologi, astronomi , kosmologi , filologi och själva historien: paleontologin syftar till att beskriva fenomen från det förflutna och att rekonstruera deras orsaker. Därför har den tre huvudelement: beskrivning av tidigare fenomen; utveckla en allmän teori om orsakerna till olika typer av förändringar; och tillämpa dessa teorier på specifika fakta. När paleontologer och andra historiska vetenskapsmän försöker förklara det förflutna, konstruerar ofta en uppsättning av en eller flera hypoteser om orsakerna och letar sedan efter en " smoking gun ", ett bevis som starkt överensstämmer med en hypotes framför alla andra. Ibland upptäcker forskare en "rykande pistol" av en lycklig olycka under annan forskning. Luis och Walter Alvarez upptäckt av iridium 1980 av iridium , en huvudsakligen utomjordisk metall, i gränsskiktet av krita – tertiärt , en asteroidnedslag till den mest gynnade förklaringen till utrotningen av krita-paleogen – även om debatten fortsätter om vulkanismens bidrag.
Ett kompletterande tillvägagångssätt för att utveckla vetenskaplig kunskap, experimentell vetenskap , sägs ofta [ av vem? ] att arbeta genom att utföra experiment för att motbevisa hypoteser om hur och orsaker till naturfenomen. Detta tillvägagångssätt kan inte bevisa en hypotes, eftersom några senare experiment kan motbevisa den, men ansamlingen av misslyckanden att motbevisa är ofta övertygande bevis för. Men när de konfronteras med helt oväntade fenomen, såsom de första bevisen för osynlig strålning , använder experimentella vetenskapsmän ofta samma tillvägagångssätt som historiska vetenskapsmän: konstruera en uppsättning hypoteser om orsakerna och leta sedan efter en "rykande pistol".
Relaterade vetenskaper
|
−10 —
–
−9 —
–
−8 —
–
−7 —
–
−6 —
–
−5 —
–
−4 —
–
−3 —
–
−2 —
–
−1 —
–
0 —
|
|
|
||||||||||||||||||
|
−4500 —
–
—
–
−4000 —
–
—
–
−3500 —
–
—
–
−3000 —
–
—
–
−2500 —
–
—
–
−2000 —
–
—
–
−1500 —
–
—
–
−1000 —
–
—
–
−500 —
–
—
–
0 —
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
* Istider
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Paleontologi ligger mellan biologi och geologi eftersom den fokuserar på tidigare liv, men dess främsta beviskälla är fossiler i stenar. Av historiska skäl är paleontologi en del av geologiska avdelningen vid många universitet: under 1800- och början av 1900-talet fann geologiska avdelningar fossila bevis som var viktiga för att datera bergarter, medan biologiavdelningar visade lite intresse.
Paleontologi har också en viss överlappning med arkeologi , som främst arbetar med föremål gjorda av människor och med mänskliga kvarlevor, medan paleontologer är intresserade av egenskaperna och utvecklingen av människor som art. När det handlar om bevis om människor kan arkeologer och paleontologer arbeta tillsammans – till exempel kan paleontologer identifiera djur- eller växtfossiler runt en arkeologisk plats , för att upptäcka människorna som bodde där och vad de åt; eller så kan de analysera klimatet vid tiden för boende.
Dessutom lånar paleontologi ofta tekniker från andra vetenskaper, inklusive biologi, osteologi , ekologi, kemi , fysik och matematik. Till exempel geokemiska signaturer från bergarter hjälpa till att upptäcka när liv först uppstod på jorden, och analyser av kolisotopförhållanden kan hjälpa till att identifiera klimatförändringar och till och med förklara stora övergångar som Perm-Trias-utrotningen . En relativt ny disciplin, molekylär fylogenetik , jämför DNA och RNA hos moderna organismer för att rekonstruera "familjeträden" av deras evolutionära förfäder. Det har också använts för att uppskatta datumen för viktiga evolutionära utvecklingar, även om detta tillvägagångssätt är kontroversiellt på grund av tvivel om tillförlitligheten hos den " molekylära klockan" . Tekniker från ingenjörskonst har använts för att analysera hur kroppar av forntida organismer kan ha fungerat, till exempel körhastigheten och bitstyrkan hos Tyrannosaurus , eller flygmekaniken hos Microraptor . Det är relativt vanligt att studera fossils inre detaljer med hjälp av röntgenmikrotomografi . Paleontologi, biologi, arkeologi och paleoneurobiologi kombineras för att studera endokraniella avgjutningar (endocasts) av arter relaterade till människor för att klargöra utvecklingen av den mänskliga hjärnan.
Paleontologi bidrar till och med till astrobiologi , undersökningen av möjligt liv på andra planeter , genom att utveckla modeller för hur liv kan ha uppstått och genom att tillhandahålla tekniker för att upptäcka bevis på liv.
Underavdelningar
I takt med att kunskapen har ökat har paleontologin utvecklat specialiserade underavdelningar. Vertebrat paleontologi koncentrerar sig på fossiler från de tidigaste fiskarna till de omedelbara förfäderna till moderna däggdjur . Invertebrat paleontologi behandlar fossiler som blötdjur , leddjur , annelid maskar och tagghudingar . Paleobotanik studerar fossila växter , alger och svampar. Palynologi , studiet av pollen och sporer som produceras av landväxter och protister , sträcker sig över paleontologi och botanik , eftersom det handlar om både levande och fossila organismer. Mikropaleontologi behandlar mikroskopiska fossila organismer av alla slag.
Istället för att fokusera på enskilda organismer undersöker paleoekologi interaktionerna mellan olika forntida organismer, såsom deras näringskedjor , och tvåvägsinteraktionerna med deras miljöer. Till exempel orsakade utvecklingen av syrehaltig fotosyntes av bakterier syresättningen av atmosfären och ökade ekosystemens produktivitet och mångfald enormt . Tillsammans ledde dessa till utvecklingen av komplexa eukaryota celler, från vilka alla flercelliga organismer är uppbyggda.
Paleoklimatologi , även om den ibland behandlas som en del av paleoekologin, fokuserar mer på historien om jordens klimat och de mekanismer som har förändrat det – som ibland har innefattat evolutionära utvecklingar, till exempel den snabba expansionen av landväxter under devonperioden tog bort mer koldioxid från atmosfären, vilket minskar växthuseffekten och därmed bidrar till att orsaka en istid under karbonperioden .
Biostratigrafi , användningen av fossiler för att räkna ut den kronologiska ordningen i vilken stenar bildades, är användbar för både paleontologer och geologer. Biogeografin studerar den rumsliga utbredningen av organismer, och är också kopplad till geologi, vilket förklarar hur jordens geografi har förändrats över tiden.
Beviskällor
Kroppsfossiler
.png)
Fossiler av organismers kroppar är vanligtvis den mest informativa typen av bevis. De vanligaste typerna är trä, ben och snäckor. Fossilisering är en sällsynt händelse, och de flesta fossiler förstörs av erosion eller metamorfos innan de kan observeras. Därför är fossilregistret mycket ofullständigt, allt längre tillbaka i tiden. Trots detta är det ofta tillräckligt att illustrera de bredare mönstren i livets historia. Det finns också fördomar i fossilregistret: olika miljöer är mer gynnsamma för bevarandet av olika typer av organismer eller delar av organismer. Vidare bevaras vanligtvis bara de delar av organismer som redan var mineraliserade , såsom skal av blötdjur. Eftersom de flesta djurarter är mjuka, förfaller de innan de kan bli fossiliserade. Som ett resultat, även om det finns mer än 30 phyla av levande djur, har två tredjedelar aldrig hittats som fossil.
Ibland kan ovanliga miljöer bevara mjuka vävnader. Dessa lagerstätten låter paleontologer undersöka den inre anatomin hos djur som i andra sediment endast representeras av snäckor, ryggar, klor etc. – om de överhuvudtaget finns bevarade. Men även lagerstätten ger en ofullständig bild av livet på den tiden. Majoriteten av de organismer som levde vid den tiden är förmodligen inte representerade eftersom lagerstätten är begränsade till ett snävt område av miljöer, t.ex. där mjukkroppar kan bevaras mycket snabbt av händelser som lerskred; och de exceptionella händelserna som orsakar snabb begravning gör det svårt att studera djurens normala miljöer. Det glesa i fossilregistret gör att organismer förväntas existera långt före och efter att de hittats i fossilregistret – detta kallas Signor- Lipps-effekten .
Spåra fossiler
Spårfossiler består huvudsakligen av spår och hålor, men inkluderar även koproliter (fossil avföring ) och spår efter utfodring. Spårfossiler är särskilt betydelsefulla eftersom de representerar en datakälla som inte är begränsad till djur med lätt fossiliserade hårda delar, och de återspeglar organismers beteenden. Också många spår härstammar från betydligt tidigare än kroppens fossiler av djur som tros ha kunnat göra dem. Även om exakt tilldelning av spårfossiler till deras skapare i allmänhet är omöjligt, kan spår till exempel ge det tidigaste fysiska beviset på utseendet av måttligt komplexa djur (jämförbart med daggmaskar ).
Geokemiska observationer
Geokemiska observationer kan hjälpa till att härleda den globala nivån av biologisk aktivitet vid en viss period, eller vissa fossils affinitet. Till exempel kan geokemiska egenskaper hos stenar avslöja när liv först uppstod på jorden, och kan ge bevis på närvaron av eukaryota celler, den typ av vilken alla flercelliga organismer är uppbyggda. Analyser av kolisotopförhållanden kan hjälpa till att förklara stora övergångar som utrotningshändelsen perm- trias .
Klassificering av forntida organismer
Att namnge grupper av organismer på ett sätt som är tydligt och allmänt överenskommet är viktigt, eftersom vissa dispyter inom paleontologin bara har baserats på missförstånd om namn. Linnésk taxonomi används ofta för att klassificera levande organismer, men stöter på svårigheter när man hanterar nyupptäckta organismer som skiljer sig väsentligt från kända. Till exempel: det är svårt att bestämma på vilken nivå man ska placera en ny gruppering på högre nivå, t.ex. släkte eller familj eller ordning ; detta är viktigt eftersom Linnéreglerna för att namnge grupper är knutna till deras nivåer, och om en grupp flyttas till en annan nivå måste den därför bytas om.
| Tetrapods |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Enkelt exempel på kladogram Varmblodighet utvecklades någonstans i övergången synapsid–däggdjur. ? Varmblodighet måste också ha utvecklats vid en av dessa punkter – ett exempel på konvergent evolution .
Paleontologer använder i allmänhet tillvägagångssätt baserade på kladistik , en teknik för att utarbeta det evolutionära "släktträdet" för en uppsättning organismer. Det fungerar enligt logiken att om grupperna B och C har fler likheter med varandra än någondera måste med grupp A, så är B och C närmare besläktade med varandra än båda är till A. Tecken som jämförs kan vara anatomiska , såsom närvaron av en notokord , eller molekylär , genom att jämföra sekvenser av DNA eller proteiner . Resultatet av en framgångsrik analys är en hierarki av klader – grupper som delar en gemensam förfader. Helst har "släktträdet" bara två grenar som leder från varje nod ("korsning"), men ibland finns det för lite information för att uppnå detta, och paleontologer får nöja sig med korsningar som har flera grenar. Den kladistiska tekniken är ibland felbar, eftersom vissa funktioner, såsom vingar eller kameraögon , utvecklats mer än en gång, konvergent – detta måste beaktas i analyser.
Evolutionär utvecklingsbiologi , vanligen förkortad till "Evo Devo", hjälper också paleontologer att producera "familjeträd" och förstå fossiler. Till exempel antyder den embryologiska utvecklingen av vissa moderna brachiopoder att brachiopoder kan vara ättlingar till halkieriiderna , som dog ut under den kambriska perioden.
Uppskattning av datum för organismer
Paleontologi försöker kartlägga hur levande saker har förändrats genom tiden. Ett stort hinder för detta mål är svårigheten att räkna ut hur gamla fossiler är. Sängar som bevarar fossiler saknar vanligtvis de radioaktiva elementen som behövs för radiometrisk datering . Denna teknik är vårt enda sätt att ge stenar som är äldre än cirka 50 miljoner år en absolut ålder och kan vara exakta till inom 0,5 % eller bättre. Även om radiometrisk datering kräver mycket noggrant laboratoriearbete, är dess grundläggande princip enkel: de hastigheter med vilka olika radioaktiva grundämnen sönderfaller är kända, och så visar förhållandet mellan det radioaktiva grundämnet och det element i vilket det sönderfaller hur länge sedan det radioaktiva grundämnet inkorporerades. in i berget. Radioaktiva grundämnen är vanliga endast i bergarter med vulkaniskt ursprung, och därför är de enda fossilbärande bergarterna som kan dateras radiometriskt några vulkaniska asklager.
Följaktligen måste paleontologer vanligtvis förlita sig på stratigrafi för att datera fossiler. Stratigrafi är vetenskapen om att dechiffrera "lagerkakan" som är den sedimentära posten, och har jämförts med ett pussel . Stenar bildar normalt relativt horisontella lager, med varje lager yngre än det under det. Om ett fossil hittas mellan två lager vars åldrar är kända måste fossilens ålder ligga mellan de två kända åldrarna. Eftersom stensekvenser inte är kontinuerliga, utan kan brytas upp av förkastningar eller perioder av erosion , är det mycket svårt att matcha bergbäddar som inte ligger direkt intill varandra. Dock kan fossiler av arter som överlevt under en relativt kort tid användas för att koppla ihop isolerade bergarter: denna teknik kallas biostratigrafi . Till exempel har konodonten Eoplacognathus pseudoplanus en kort räckvidd under mellanordoviciumperioden. Om stenar av okänd ålder visar sig ha spår av E. pseudoplanus måste de ha en medelordovicisk ålder. Sådana indexfossiler måste vara distinkta, vara globalt spridda och ha ett kort tidsintervall för att vara användbara. Men missvisande resultat produceras om indexfossilerna visar sig ha längre fossila räckvidder än man först trodde. Stratigrafi och biostratigrafi kan i allmänhet endast ge relativ datering ( A var före B ), vilket ofta räcker för att studera evolution. Detta är dock svårt under vissa tidsperioder, på grund av problemen med att matcha stenar av samma ålder över olika kontinenter .
Släktträdsrelationer kan också hjälpa till att begränsa datumet när släktled först dök upp. Till exempel, om fossiler av B eller C dateras till X miljoner år sedan och det beräknade "släktträdet" säger att A var en förfader till B och C, måste A ha utvecklats för mer än X miljoner år sedan.
Det är också möjligt att uppskatta hur länge sedan två levande klader divergerade – dvs ungefär hur länge sedan deras senaste gemensamma förfader måste ha levt – genom att anta att DNA- mutationer ackumuleras i konstant hastighet. Dessa " molekylära klockor " är dock felbara och ger bara en mycket ungefärlig timing: till exempel är de inte tillräckligt exakta och tillförlitliga för att uppskatta när grupperna som ingår i den kambriska explosionen först utvecklades, och uppskattningar som produceras med olika tekniker kan variera med en faktor två.
Livets historia
Jorden bildades omkring och, efter en kollision som bildade månen cirka 40 miljoner år senare, kan den ha svalnat tillräckligt snabbt för att ha hav och en atmosfär omkring . Det finns bevis på månen för ett sent tungt bombardement av asteroider från . Om, som verkar troligt, ett sådant bombardemang drabbade jorden samtidigt, kan den första atmosfären och haven ha tagits bort.
Paleontologi spårar livets evolutionära historia tillbaka till över, möjligen så långt som. De äldsta tydliga bevisen på liv på jorden dateras till, även om det har förekommit rapporter, ofta omtvistade, om fossila bakterier från och om geokemiska bevis för närvaron av liv. Vissa forskare har föreslagit att livet på jorden "såddes" från någon annanstans , men den mesta forskningen koncentrerar sig på olika förklaringar av hur liv kunde ha uppstått oberoende på jorden.
Under cirka 2 000 miljoner år var mikrobiella mattor , flerskiktade kolonier av olika bakterier, det dominerande livet på jorden. Utvecklingen av oxygenisk fotosyntes gjorde det möjligt för dem att spela huvudrollen i syresättningen av atmosfären från ca. Denna förändring i atmosfären ökade deras effektivitet som barnkammare för evolutionen. Medan eukaryoter , celler med komplexa inre strukturer, kan ha funnits tidigare, accelererade deras utveckling när de förvärvade förmågan att omvandla syre från ett gift till en kraftfull källa för metabolisk energi. Denna innovation kan ha kommit från primitiva eukaryoter som fångar syredrivna bakterier som endosymbionter och omvandlar dem till organeller som kallas mitokondrier . De tidigaste bevisen på komplexa eukaryoter med organeller (som mitokondrier) är från .
Multicellulärt liv består endast av eukaryota celler, och det tidigaste beviset för det är Francevillian Group Fossils från , även om specialisering av celler för olika funktioner först dyker upp mellan (en möjlig svamp) och (en trolig röd alg ). Sexuell fortplantning kan vara en förutsättning för specialisering av celler, eftersom en asexuell flercellig organism kan riskera att tas över av oseriösa celler som behåller förmågan att fortplanta sig.
De tidigaste kända djuren är cnidarians från omkring , men dessa är så moderna att de måste vara ättlingar till tidigare djur. Tidiga fossiler av djur är sällsynta eftersom de inte hade utvecklat mineraliserade , lätt fossiliserade hårda delar förrän ca. De tidigaste moderna bilaterian djuren dyker upp i tidig kambrium , tillsammans med flera "konstiga underverk" som har liten uppenbar likhet med några moderna djur. Det finns en långvarig debatt om huruvida denna kambriska explosion verkligen var en mycket snabb period av evolutionära experiment; alternativa åsikter är att modernt utseende djur började utvecklas tidigare men fossiler av deras föregångare har ännu inte hittats, eller att de "konstiga underverken" är evolutionära "tanter" och "kusiner" till moderna grupper. Ryggradsdjur förblev en mindre grupp tills den första käkfisken dök upp i sena ordovicium .
Spridningen av djur och växter från vatten till land krävde att organismer löste flera problem, inklusive skydd mot uttorkning och stöd mot gravitation . De tidigaste bevisen på landväxter och ryggradslösa landdjur går tillbaka till ca och resp. Dessa ryggradslösa djur, som indikeras av deras spår- och kroppsfossiler, visade sig vara leddjur som kallas euthycarcinoids . Den härstamning som producerade landryggradsdjur utvecklades senare men mycket snabbt mellan och ; de senaste upptäckterna har kullkastat tidigare idéer om historien och drivkrafterna bakom deras utveckling. Landväxter var så framgångsrika att deras detritus orsakade en ekologisk kris i det sena Devon , fram till utvecklingen av svampar som kunde smälta död ved.
Under den permiska perioden kan synapsider , inklusive däggdjurens förfäder , ha dominerat landmiljöer, men detta slutade med Perm-trias-utrotningen, som var mycket nära att utplåna allt komplext liv. Utrotningen var tydligen ganska plötslig, åtminstone bland ryggradsdjur. blev en tidigare obskyr grupp, arkosaurier , de mest rikliga och mångsidiga marklevande ryggradsdjuren. En arkosauriegrupp, dinosaurierna, var de dominerande landryggradsdjuren under resten av mesozoiken, och fåglar utvecklades från en grupp dinosaurier. Under denna tid överlevde däggdjurs förfäder endast som små, huvudsakligen nattaktiva insektsätare , vilket kan ha påskyndat utvecklingen av däggdjursegenskaper som endotermi och hår. Efter att krita-paleogen-utrotningen dödade alla dinosaurier utom fåglarna, ökade däggdjuren snabbt i storlek och mångfald, och några tog till luften och havet.
Fossila bevis tyder på att blommande växter dök upp och diversifierades snabbt i tidig krita mellan och . Deras snabba uppgång till dominans av terrestra ekosystem tros ha drivits fram av samevolution med pollinerande insekter. Sociala insekter dök upp ungefär samtidigt och, även om de bara utgör små delar av insektens "släktträd", utgör nu över 50% av den totala massan av alla insekter.
Människor utvecklades från en linje av upprättgående apor vars tidigaste fossiler härstammar från över . Även om tidiga medlemmar av denna härstamning hade schimpansstorlek , cirka 25 % lika stora som moderna människors, finns det tecken på en stadig ökning i hjärnstorlek efter cirka . Det pågår en långvarig debatt om huruvida moderna människor är ättlingar till en enda liten befolkning i Afrika, som sedan migrerade över hela världen för mindre än 200 000 år sedan och ersatte tidigare homininer , eller uppstod över hela världen samtidigt som ett resultat av korsning .
Massutrotningar
Livet på jorden har drabbats av enstaka massutrotningar åtminstone sedan dess. Trots deras katastrofala effekter har massutrotningar ibland påskyndat livets utveckling på jorden. När dominansen av en ekologisk nisch övergår från en grupp av organismer till en annan beror detta sällan på att den nya dominerande gruppen konkurrerar ut den gamla, utan vanligtvis på att en utrotningshändelse tillåter en ny grupp, som kan ha en fördelaktig egenskap, att överleva den gamla och flytta in i sin nisch.
Fossilprotokollet tycks visa att utrotningshastigheten saktar ner, med både klyftan mellan massutrotningar som blir längre och medel- och bakgrundshastigheten för utrotning minskar. Det är dock inte säkert om den faktiska utrotningshastigheten har förändrats, eftersom båda dessa observationer kan förklaras på flera sätt:
- Haven kan ha blivit mer gästvänliga mot liv under de senaste 500 miljoner åren och mindre sårbara för massutrotningar: löst syre blev mer utbrett och trängde in till större djup; utvecklingen av liv på land minskade avrinningen av näringsämnen och därmed risken för övergödning och syrefria händelser ; marina ekosystem blev mer diversifierade så att näringskedjorna var mindre benägna att störas.
- Rimligen fullständiga fossiler är mycket sällsynta: de flesta utdöda organismer representeras endast av partiella fossiler, och kompletta fossil är sällsynta i de äldsta stenarna. Så paleontologer har felaktigt tilldelat delar av samma organism till olika släkten , som ofta definierades enbart för att tillgodose dessa fynd – historien om Anomalocaris är ett exempel på detta. Risken för detta misstag är högre för äldre fossil eftersom dessa ofta skiljer sig från delar av någon levande organism. Många "överflödiga" släkten representeras av fragment som inte hittas igen, och dessa "överflödiga" släkten tolkas som att de dör ut mycket snabbt.
Biologisk mångfald i fossilregistret, vilket är
- "antalet distinkta släkten som lever vid en given tidpunkt, det vill säga de vars första förekomst förekommer före och vars senaste förekomst efter den tiden"
visar en annan trend: en ganska snabb uppgång från , en liten nedgång från , där den förödande perm-trias-utrotningen är en viktig faktor, och en snabb uppgång från till nutid.
Historia
Även om paleontologin etablerades runt 1800, hade tidigare tänkare lagt märke till aspekter av fossilregistret . Den antika grekiske filosofen Xenophanes (570–480 f.v.t.) drog slutsatsen från fossila snäckskal att vissa landområden en gång låg under vatten. Under medeltiden diskuterade den persiske naturforskaren Ibn Sina , känd som Avicenna i Europa, fossiler och föreslog en teori om förstenande vätskor som Albert av Sachsen utvecklade på 1300-talet. Den kinesiske naturforskaren Shen Kuo (1031–1095) föreslog en teori om klimatförändringar baserad på förekomsten av förstenad bambu i regioner som på hans tid var för torra för bambu.
I det tidiga moderna Europa uppstod den systematiska studien av fossiler som en integrerad del av förändringarna i naturfilosofin som inträffade under förnuftets tidsålder . Under den italienska renässansen Leonardo da Vinci olika betydelsefulla bidrag till området samt avbildade många fossiler. Leonardos bidrag är centrala för paleontologins historia eftersom han etablerade en kontinuitetslinje mellan paleontologins två huvudgrenar – iknologi och kroppsfossilpaleontologi. Han identifierade följande:
- Den biogena naturen hos ichnofossils, dvs. ichnofossils var strukturer som lämnats av levande organismer;
- Ichnofossils användbarhet som paleomiljöverktyg – vissa ichnofossiler visar bergskiktens marina ursprung;
- Vikten av det neoiknologiska förhållningssättet – nya spår är en nyckel för att förstå ichnofossiler;
- Oberoendet och de kompletterande bevisen för ichnofossiler och kroppsfossiler – ichnofossiler skiljer sig från kroppsfossiler, men kan integreras med kroppsfossiler för att ge paleontologisk information
I slutet av 1700-talet etablerade Georges Cuviers arbete jämförande anatomi som en vetenskaplig disciplin och, genom att bevisa att vissa fossila djur inte liknade några levande, visade han att djur kunde dö ut, vilket ledde till framväxten av paleontologi. Den växande kunskapen om fossila poster spelade också en ökande roll i utvecklingen av geologi, särskilt stratigrafi .
Första hälften av 1800-talet såg geologisk och paleontologisk verksamhet bli allt mer välorganiserad med tillväxten av geologiska samhällen och museer och ett ökande antal professionella geologer och fossilspecialister. Intresset ökade av skäl som inte var rent vetenskapliga, eftersom geologi och paleontologi hjälpte industrimän att hitta och exploatera naturresurser som kol. Detta bidrog till en snabb ökning av kunskapen om livets historia på jorden och till framsteg i definitionen av den geologiska tidsskalan, till stor del baserad på fossila bevis. Även om hon sällan erkändes av det vetenskapliga samfundet, Mary Anning en betydande bidragsgivare till paleontologiområdet under denna period; hon upptäckte flera nya mesozoiska reptilfossiler och drog slutsatsen att det som då var känt som bezoarstenar i själva verket är fossiliserad avföring . År 1822 Henri Marie Ducrotay de Blainville , redaktör för Journal de Physique , ordet "paleontology" för att hänvisa till studiet av forntida levande organismer genom fossiler. När kunskapen om livets historia fortsatte att förbättras, blev det allt mer uppenbart att det hade funnits någon form av successiv ordning för livets utveckling. Detta uppmuntrade tidiga evolutionära teorier om transmutation av arter . Efter att Charles Darwin publicerade Origin of Species 1859, flyttades mycket av paleontologins fokus till att förstå evolutionära vägar, inklusive mänsklig evolution och evolutionsteori.
Den sista hälften av 1800-talet såg en enorm expansion av paleontologisk aktivitet, särskilt i Nordamerika. Trenden fortsatte under 1900-talet med ytterligare regioner på jorden som öppnades för systematisk fossilinsamling. Fossiler som hittades i Kina nära slutet av 1900-talet har varit särskilt viktiga eftersom de har gett ny information om den tidigaste utvecklingen av djur, tidiga fiskar, dinosaurier och fåglars utveckling. De sista decennierna av 1900-talet såg ett förnyat intresse för massutrotningar och deras roll i livets utveckling på jorden. Det fanns också ett förnyat intresse för den kambriska explosionen som tydligen såg utvecklingen av kroppsplanerna för de flesta djurfylor . Upptäckten av fossiler från Ediacaran-biotan och utvecklingen inom paleobiologi utökade kunskapen om livets historia långt före kambrium.
En ökad medvetenhet om Gregor Mendels banbrytande arbete inom genetik ledde först till utvecklingen av populationsgenetik och sedan i mitten av 1900-talet till den moderna evolutionära syntesen , som förklarar evolution som resultatet av händelser som mutationer och horisontell genöverföring , vilket ger genetisk variation , med genetisk drift och naturligt urval som driver förändringar i denna variation över tiden. Inom de närmaste åren upptäcktes DNA: s roll och funktion i genetiskt arv, vilket ledde till vad som nu är känt som "den centrala dogmen" av molekylärbiologi . Under 1960-talets molekylära fylogenetik började undersökningen av evolutionära "familjeträd" med tekniker härledda från biokemi att göra ett genomslag, särskilt när det föreslogs att den mänskliga härkomsten hade avvikit från apor mycket mer nyligen än vad man allmänt trodde vid den tiden. Även om denna tidiga studie jämförde proteiner från apor och människor, är den mesta molekylära fylogenetiska forskningen nu baserad på jämförelser av RNA och DNA .
Paleontologi i folklig press
Böcker som riktar sig till allmänheten om paleontologi inkluderar:
- The Last Days of the Dinosaurs: An Asteroid Extinction, and the Beginning of our World skriven av Riley Black
- The Rise and Reign of the Mammals: A New History, from the Shadow of the Dinosaurs till Uswritten by Steve Brusatte
- Otherlands: A Journey Through Earth's Extinct Worlds skriven av Thomas Halliday
Se även
- Biostratigrafi – Stratigrafi som tilldelar åldrar för bergslag genom att använda fossiler
- Europeisk landdäggdjursålder – Stenlager baserade på förekomster av fossila sammansättningar av europeiska landdäggdjur
- Fossilinsamling – Samla fossiler för att studera, samla in eller sälja
- Lista över fossila platser ( med länkkatalog )
- Lista över anmärkningsvärda fossiler
- Lista över paleontologer
- Lista över övergångsfossiler
- Paleoantropologi – Studie av forntida människor
- Paleobotany – Studie av organisk utveckling av växter baserad på fossiler
- Paleogenetik – studie av det förflutna genom undersökning av bevarat genetiskt material från lämningar av forntida organismer
- Paleontograf
- Paleofykologi – Studie och identifiering av fossila alger
- Radiometrisk datering – Teknik som används för att datera material som stenar eller kol
- Taxonomy of commonly fossilized invertebrates – Klassificering av forntida, allmänt bevarade, ryggradslösa djur
- Treatise on Invertebrate Paleontology – 1953 geologibok
- Une Femme ou Deux - fransk komedi- romantisk film med Gérard Depardieu som paleontolog.
Anteckningar
externa länkar
- Smithsonians Paleobiology-webbplats
- University of California Museum of Paleontology
- Paleontologiska föreningen
- Paleontologiska föreningen
- Society of Vertebrate Paleontology
- Paleontologiportalen
- "Geology, Paleontology & Theories of the Earth" – en samling av mer än 100 digitaliserade landmärken och tidiga böcker om geovetenskaper på Linda Hall Library
| Översikter |  |
|
|---|---|---|
| Geologins historia | ||
| Sammansättning och struktur | ||
| Historisk geologi | ||
| Rörelse | ||
| Vatten | ||
| Geodesi | ||
| Geofysik | ||
| Ansökningar | ||
| Yrken | ||
| Nationalbibliotek | |
|---|---|
| Övrig | |
