Paleontologins historia

Duria Antiquior – A more Ancient Dorset är en akvarell målad 1830 av geologen Henry De la Beche baserad på fossil som hittats av Mary Anning . Det sena 1700-talet och början av 1800-talet var en tid av snabba och dramatiska förändringar av idéer om livets historia på jorden.
Del av en serie om
paleontologi
Tyrannosaurus Rex Holotype.jpg
Fossiler
Naturhistoria
Organ och processer
Utveckling av olika taxa
Evolution
Paleontologins historia
Grenar av paleontologi

Paleontologiportalkategori _

Paleontologins historia spårar historien om ansträngningarna att förstå livets historia på jorden genom att studera de fossila rekord som levande organismer lämnat efter sig. Eftersom det handlar om att förstå levande organismer från det förflutna, paleontologi anses vara ett område inom biologi, men dess historiska utveckling har varit nära knuten till geologi och ansträngningen att förstå jordens historia .

I antiken skrev Xenophanes (570–480 f.Kr.), Herodotus (484–425 f.Kr.), Eratosthenes (276–194 f.Kr.) och Strabo (64 f.Kr.–24 e.Kr.) om fossiler av marina organismer, vilket indikerar att land en gång var under vatten. De gamla kineserna ansåg att de var drakben och dokumenterade dem som sådana. Under medeltiden diskuterades fossiler av den persiske naturforskaren Ibn Sina (känd som Avicenna i Europa) i The Book of Healing (1027), som föreslog en teori om förstenande vätskor som Albert av Sachsen skulle utveckla på 1300-talet . Den kinesiske naturforskaren Shen Kuo (1031–1095) skulle föreslå en teori om klimatförändringar baserad på bevis från förstenad 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 . Fossilernas natur och deras förhållande till livet i det förflutna blev bättre förstått under 1600- och 1700-talen, och i slutet av 1700-talet hade Georges Cuviers arbete avslutat en långvarig debatt om utrotningens verklighet , vilket ledde till framväxten av paleontologi – i samband med jämförande anatomi – som en vetenskaplig disciplin. Den växande kunskapen om fossilregistret spelade också en allt större roll i utvecklingen av geologi, och i synnerhet stratigrafi .

År 1822 användes ordet "paleontologi" av redaktören för en fransk vetenskaplig tidskrift för att hänvisa till studiet av forntida levande organismer genom fossiler, och under första hälften av 1800-talet blev geologisk och paleontologisk aktivitet alltmer välorganiserad med tillväxten av geologiska sällskap och museer och ett ökande antal professionella geologer och fossilspecialister. Detta bidrog till en snabb ökning av kunskapen om livets historia på jorden och framsteg mot definition av den geologiska tidsskalan till stor del baserad på fossila bevis. När kunskapen om livets historia fortsatte att förbättras, blev det allt tydligare att det hade funnits någon form av successiv ordning för livets utveckling. Detta skulle uppmuntra tidiga evolutionära teorier om transmutation av arter . Efter att Charles Darwin publicerade On the Origin of Species 1859, flyttade 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 delar av jorden som öppnades för systematisk fossilinsamling, vilket visades av en rad viktiga upptäckter i Kina nära slutet av 1900-talet. Många övergångsfossiler har upptäckts, och det anses nu finnas rikliga bevis på hur alla klasser av ryggradsdjur är släkt, mycket av det i form av övergångsfossiler. 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 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.

Före 1600-talet

Redan på 600-talet f.Kr. insåg den grekiske filosofen Xenophanes från Kolofon (570–480 f.Kr.) att vissa fossila skal var rester av skaldjur, som han använde för att hävda att det som på den tiden var torrt land en gång låg under havet. Leonardo da Vinci (1452–1519), i en opublicerad anteckningsbok, drog också slutsatsen att vissa fossila snäckskal var rester av skaldjur. Men i båda fallen var fossilerna fullständiga rester av skaldjursarter som nära liknade levande arter, och därför var lätta att klassificera.

År 1027 föreslog den persiske naturforskaren , Ibn Sina (känd som Avicenna i Europa), en förklaring av hur stenighet hos fossiler orsakades i The Book of Healing . Han modifierade en idé av Aristoteles , som förklarade den i termer av ångformiga utandningar . Ibn Sina modifierade detta till teorin om förstenande vätskor ( succus lapidificatus ), som utarbetades av Albert av Sachsen på 1300-talet och accepterades i någon form av de flesta naturforskare på 1500-talet.

Shen Kuo ( kinesiska : 沈括 ) (1031–1095) från Songdynastin använde marina fossiler som hittades i Taihangbergen för att sluta sig till förekomsten av geologiska processer som geomorfologi och havsstränders förskjutning över tiden. År 1088 e.Kr. upptäckte han bevarade förstenade bambu som hittades under jorden i Yan'an , Shanbei -regionen, Shaanxi -provinsen. Med hjälp av sin observation argumenterade han för en teori om gradvis klimatförändring , eftersom Shaanxi var en del av en torr klimatzon som inte stödde en livsmiljö för tillväxt av bambu.

Som ett resultat av en ny betoning på att observera, klassificera och katalogisera naturen började 1500-talets naturfilosofer i Europa att etablera omfattande samlingar av fossila föremål (liksom samlingar av växt- och djurexemplar), som ofta förvarades i specialbyggda skåp för att hjälpa till att organisera dem. Conrad Gesner publicerade ett arbete om fossiler från 1565 som innehöll en av de första detaljerade beskrivningarna av ett sådant skåp och en sådan samling. Samlingen tillhörde en medlem av det omfattande nätverk av korrespondenter som Gesner drog på för sina verk. Sådana informella korrespondensnätverk bland naturfilosofer och samlare blev allt viktigare under 1500-talets gång och var direkta föregångare till de vetenskapliga sällskap som skulle börja bildas under 1600-talet. Dessa skåpsamlingar och korrespondensnätverk spelade en viktig roll i utvecklingen av naturfilosofi.

Men de flesta européer på 1500-talet insåg inte att fossiler var rester av levande organismer. Etymologin för ordet fossil kommer från latinets för att saker har grävts upp. Som detta indikerar användes termen på en mängd olika sten- och stenliknande föremål utan hänsyn till om de kan ha ett organiskt ursprung. 1500-talsförfattare som Gesner och Georg Agricola var mer intresserade av att klassificera sådana föremål efter deras fysiska och mystiska egenskaper än de var av att bestämma föremålens ursprung. Dessutom uppmuntrade periodens naturfilosofi alternativa förklaringar till fossilernas ursprung. Både de aristoteliska och neoplatoniska filosofiska skolorna gav stöd för idén att steniga föremål kan växa inom jorden för att likna levande varelser. Neoplatonsk filosofi hävdade att det kunde finnas släktskap mellan levande och icke-levande föremål som kunde få det ena att likna det andra. Den aristoteliska skolan hävdade att frön från levande organismer kunde komma in i marken och skapa föremål som liknade dessa organismer.

Leonardo da Vinci och paleontologins utveckling

Leonardo da Vinci etablerade en kontinuitetslinje mellan paleontologins två huvudgrenar: kroppsfossil paleontologi och iknologi . Faktum är att Leonardo tog itu med båda huvudklasserna av fossiler: (1) kroppsfossiler, t.ex. fossiliserade skal; (2) ichnofossiler (även kända som spårfossiler), dvs de fossiliserade produkterna av interaktioner mellan liv och substrat (t.ex. hålor och borrningar). I folios 8 till 10 i Leicester-koden undersökte Leonardo ämnet kroppsfossiler och tog itu med en av sina samtidas irriterande frågor: varför hittar vi förstenade snäckskal på berg? Leonardo besvarade denna fråga genom att korrekt tolka den biogena naturen hos fossila mollusker och deras sedimentära matris. Tolkningen av Leonardo da Vinci verkar utomordentligt nyskapande då han överträffade tre århundradens vetenskapliga debatt om kroppsfossilernas natur. Da Vinci tog hänsyn till ryggradslösa ichnofossiler för att bevisa sina idéer om fossila föremåls natur. För da Vinci spelade ichnofossiler en central roll för att demonstrera: (1) den organiska naturen hos förstenade skal och (2) det sedimentära ursprunget för bergskikten som bär fossila föremål. Da Vinci beskrev vad som är bioerosion ichnofossils:

''Kullarna runt Parma och Piacenza visar rikligt med blötdjur och uttråkade koraller som fortfarande är fästa vid klipporna. När jag arbetade på den stora hästen i Milano, tog vissa bönder med mig en stor påse av dem'' —

Leicester Code, folio 9r

Sådana fossila borrningar gjorde det möjligt för Leonardo att motbevisa den oorganiska teorin, dvs idén att så kallade förstenade skal (molluskkroppsfossiler) är oorganiska kuriosa. Med Leonardo da Vincis ord:

''[den oorganiska teorin är inte sann] eftersom det finns spår av [djurets] rörelser på skalet som [det] konsumerade på samma sätt som en trämask i trä ...'' — Leicester Code, folio

9v

Da Vinci diskuterade inte bara fossila borrningar, utan också hålor. Leonardo använde fossila hålor som paleomiljöverktyg för att demonstrera den marina naturen hos sedimentära skikt:

''Mellan det ena lagret och det andra finns spår av maskarna som kröp mellan dem när de ännu inte hade torkat. All havslera innehåller fortfarande skal, och skalen är förstenade tillsammans med leran'' —

Leicester Code, folio 10v

Andra renässansnaturforskare studerade ryggradslösa ichnofossiler under renässansen, men ingen av dem nådde så exakta slutsatser. Leonardos överväganden om ryggradslösa ichnofossiler är utomordentligt moderna, inte bara jämfört med hans samtidas, utan också med tolkningar i senare tider. Faktum är att under 1800-talet förklarades ryggradslösa ichnofossiler som fucoider, eller tång, och deras sanna natur var allmänt förstått först i början av 1900-talet. Av dessa skäl anses Leonardo da Vinci välförtjänt vara grundaren till båda de stora grenarna av paleontologin, dvs studiet av kroppsfossiler och ikonologi.

1600-talet

Johann Jakob Scheuchzer försökte förklara fossiler med hjälp av bibliska översvämningar i hans Herbarium of the Deluge ( 1709)

Under förnuftets tidsålder återspeglades grundläggande förändringar i naturfilosofin i analysen av fossiler. År 1665 Athanasius Kircher jätteben till utdöda raser av jättemänniskor i hans Mundus subterraneus . Samma år publicerade Robert Hooke Micrographia , en illustrerad samling av hans observationer med ett mikroskop. En av dessa observationer hade titeln "Of Petrify'd wood, and other Petrify'd bodies", som inkluderade en jämförelse mellan förstenat och vanligt trä. Han drog slutsatsen att förstenat trä var vanligt trä som hade blötts med "vatten impregnerat med steniga och jordnära partiklar". Han föreslog då att flera sorters fossila snäckskal bildades av vanliga snäckor genom en liknande process. Han argumenterade mot den rådande uppfattningen att sådana objekt var "stenar som bildades av någon extraordinär Plastick-dygd latent i själva jorden". Hooke trodde att fossiler gav bevis om livets historia på jorden och skrev 1668:

...om fyndet av mynt, medaljer, urner och andra monument över kända personer, eller städer eller redskap, tillåts för otvivelaktiga bevis, att sådana personer eller saker har haft ett väsen i forna tider, kan visst dessa förstenningar tillåtas vara av lika giltighet och bevis, att det tidigare har funnits sådana grönsaker eller djur... och är sanna universella karaktärer läsbara för alla rationella män.

Illustration från Stenos tidning från 1667 visar ett hajhuvud och dess tänder tillsammans med en fossil tand för jämförelse.

Hooke var beredd att acceptera möjligheten att vissa sådana fossil representerade arter som hade dött ut, möjligen i tidigare geologiska katastrofer.

1667 skrev Nicholas Steno en artikel om ett hajhuvud som han hade dissekerat. Han jämförde hajens tänder med vanliga fossila föremål som kallas " tungstenar " eller glossopetrae . Han drog slutsatsen att fossilerna måste ha varit hajtänder. Steno intresserade sig då för frågan om fossiler och för att bemöta några av invändningarna mot deras organiska ursprung började han studera bergslag. Resultatet av detta arbete publicerades 1669 som föregångare till en avhandling om en fast naturligt innesluten i en solid . I den här boken gjorde Steno en tydlig skillnad mellan objekt som bergkristaller som verkligen bildades i stenar och sådana som fossila skal och hajtänder som bildades utanför dessa stenar. Steno insåg att vissa typer av sten hade bildats genom successiv avsättning av horisontella lager av sediment och att fossiler var resterna av levande organismer som hade blivit begravda i det sedimentet. Steno som, som nästan alla 1600-talets naturfilosofer, trodde att jorden bara var några tusen år gammal, tog till den bibliska översvämningen som en möjlig förklaring till fossiler av marina organismer som låg långt från havet.

Trots det betydande inflytandet från Forerunner fortsatte naturforskare som Martin Lister (1638–1712) och John Ray (1627–1705) att ifrågasätta det organiska ursprunget för vissa fossiler. De var särskilt bekymrade över föremål som fossila ammoniter , som Hooke hävdade var organiskt ursprung, som inte liknade någon känd levande art. Detta ökade möjligheten till utrotning , vilket de hade svårt att acceptera av filosofiska och teologiska skäl. År 1695 skrev Ray till den walesiske naturforskaren Edward Lluyd och klagade på sådana åsikter: "... det följer ett sådant tåg av konsekvenser, som verkar chockera Skriftens historia om världens nyhet; åtminstone stör de den mottagna åsikten, & inte utan goda skäl, bland gudomar och filosofer, att det sedan den första skapelsen inte har gått förlorade djur eller grönsaker, inga nya har producerats."

1700-talet

En teckning som jämför käftar lades till 1799 när Cuviers presentation från 1796 om levande och fossila elefanter publicerades.

I sitt arbete Epochs of Nature från 1778 hänvisade Georges Buffon till fossiler, särskilt upptäckten av fossiler av tropiska arter som elefanter och noshörning i norra Europa, som bevis för teorin att jorden hade börjat mycket varmare än den var för närvarande och hade svalnat gradvis.

År 1796 presenterade Georges Cuvier ett dokument om levande och fossila elefanter som jämförde skelettrester av indiska och afrikanska elefanter med fossiler av mammutar och av ett djur som han senare skulle namnge mastodont med hjälp av jämförande anatomi . Han konstaterade för första gången att indiska och afrikanska elefanter var olika arter, och att mammutar skilde sig från båda och måste vara utrotade . Han drog vidare slutsatsen att mastodonten var en annan utdöd art som också skilde sig från indiska eller afrikanska elefanter, mer än mammutar. Cuvier gjorde ännu en kraftfull demonstration av kraften hos jämförande anatomi inom paleontologi när han 1796 presenterade en andra uppsats om ett stort fossilt skelett från Paraguay, som han döpte till Megatherium och identifierade som en gigantisk sengångare genom att jämföra dess skalle med skallen från två levande arter av träd sengångare. Cuviers banbrytande arbete inom paleontologi och jämförande anatomi ledde till den utbredda acceptansen av utrotning. Det ledde också till att Cuvier förespråkade den geologiska teorin om katastrofism för att förklara följden av organismer som avslöjas av fossila rekord. Han påpekade också att eftersom mammutar och ullig noshörning inte var samma art som de elefanter och noshörningar som för närvarande lever i tropikerna, kunde deras fossil inte användas som bevis för en svalkande jord.

Illustration från William Smiths Strata av Organized Fossils (1817)

I en banbrytande tillämpning av stratigrafi , använde William Smith , en lantmätare och gruvingenjör, omfattande fossiler för att hjälpa till att korrelera bergskikt på olika platser. Han skapade den första geologiska kartan över England under slutet av 1790-talet och början av 1800-talet. Han etablerade principen om faunal succession , tanken att varje skikt av sedimentär bergart skulle innehålla särskilda typer av fossiler, och att dessa skulle efterträda varandra på ett förutsägbart sätt även i vitt åtskilda geologiska formationer. Samtidigt använde Cuvier och Alexandre Brongniart , en instruktör vid Parisskolan för gruvteknik, liknande metoder i en inflytelserik studie av geologin i regionen runt Paris.

Tidigt till mitten av 1800-talet

Studiet av fossiler och ursprunget till ordet paleontologi

Första omnämnandet av ordet palæontologie , som myntades i januari 1822 av Henri Marie Ducrotay de Blainville i hans Journal de physique .

Smithsonian Libraries anser att den första upplagan av ett verk som lade grunden till paleontologin för ryggradsdjur var Georges Cuviers Recherches sur les ossements fossiles de quadrupèdes ( Forskar om fyrdubblade fossila ben ), publicerad i Frankrike 1812. Med hänvisning till den andra upplagan av detta arbete (1821), Cuviers lärjunge och redaktör för den vetenskapliga publikationen Journal de physique Henri Marie Ducrotay de Blainville publicerade i januari 1822, i Journal de physique , en artikel med titeln "Analyse des principaux travaux dans les sciences physiques, publiés dans l'année 1821 " ("Analyse av huvudverken inom de fysiska vetenskaperna, utgiven år 1821"). I denna artikel avtäckte Blainville för första gången det tryckta ordet palæontologie som senare gav det engelska ordet "paleontology". Blainville hade redan myntat termen paléozoologie 1817 för att referera till det arbete Cuvier och andra gjorde för att rekonstruera utdöda djur från fossila ben. Blainville började dock leta efter en term som kunde syfta på studier av både fossila djur- och växtrester. Efter att ha prövat några misslyckade alternativ slog han till på "paleontologie" 1822. Blainvilles term för studiet av de fossiliserade organismerna blev snabbt populär och angliserades till "paleontologi".

År 1828 publicerade Alexandre Brongniarts son, botanikern Adolphe Brongniart , inledningen till ett längre verk om fossila växters historia. Adolphe Brongniart drog slutsatsen att växternas historia grovt sett kunde delas upp i fyra delar. Den första perioden präglades av kryptogamer . Den andra perioden kännetecknades av barrträdens utseende . Den tredje perioden kom med uppkomsten av cykaderna , och den fjärde genom utvecklingen av de blommande växterna (som tvåhjärtbladiga ). Övergångarna mellan var och en av dessa perioder präglades av skarpa diskontinuiteter i fossilregistret, med mer gradvisa förändringar inom perioderna. Brongniarts arbete är grunden för paleobotaniken och förstärkte teorin att livet på jorden hade en lång och komplex historia, och olika grupper av växter och djur gjorde sina framträdanden i successiv ordning. Det stödde också tanken att jordens klimat hade förändrats över tiden eftersom Brongniart drog slutsatsen att växtfossiler visade att klimatet i norra Europa måste ha varit tropiskt under karbon . Termen "paleobotany" myntades 1884 och "palynologi" 1944.

Reptilernas ålder

Illustration av fossila Iguanodon -tänder med en modern leguankäke för jämförelse från Mantells papper från 1825 som beskriver Iguanodon

År 1808 identifierade Cuvier ett fossil som hittades i Maastricht som en gigantisk marin reptil som senare skulle få namnet Mosasaurus . Han identifierade också, från en ritning, ett annat fossil som hittades i Bayern som en flygande reptil och döpte den till Pterodactylus . Han spekulerade, baserat på skikten där dessa fossil hittades, att stora reptiler hade levt före vad han kallade "däggdjurens ålder". Cuviers spekulationer skulle stödjas av en serie fynd som skulle göras i Storbritannien under de kommande två decennierna. Mary Anning , en professionell fossilsamlare sedan elva års ålder, samlade in fossiler av ett antal marina reptiler och förhistoriska fiskar från Jurassic marina skikt vid Lyme Regis . Dessa inkluderade det första ichthyosaurieskelettet som erkändes som sådant, som samlades in 1811, och de första två plesiosaurieskelett som någonsin hittades 1821 och 1823. Mary Anning var bara 12 när hon och hennes bror upptäckte Ichthyosaurus-skelettet. Många av hennes upptäckter skulle beskrivas vetenskapligt av geologerna William Conybeare , Henry De la Beche och William Buckland . Det var Anning som observerade att steniga föremål som kallas " bezoar- stenar" ofta hittades i bukregionen av ichthyosaurieskelett, och hon noterade att om sådana stenar bröts upp så innehöll de ofta fossila fiskben och -fjäll samt ibland ben från små ben. ichthyosaurier. Detta ledde till att hon antydde för Buckland att de var fossiliserad avföring, som han kallade coprolites , och som han använde för att bättre förstå forntida näringskedjor . Mary Anning gjorde många fossila upptäckter som revolutionerade vetenskapen. Men trots hennes fenomenala vetenskapliga bidrag erkändes hon sällan officiellt för sina upptäckter. Hennes upptäckter krediterades ofta rika män som köpte hennes fossiler.

År 1824 hittade och beskrev Buckland en underkäke från Jurassic -avlagringar från Stonesfield . Han bestämde att benet tillhörde en köttätande landlevande reptil som han kallade Megalosaurus . Samma år Gideon Mantell att några stora tänder som han hade hittat 1822, i krita stenar från Tilgate , tillhörde en gigantisk växtätande landlevande reptil. Han kallade det Iguanodon , eftersom tänderna liknade en leguan . Allt detta ledde till att Mantell publicerade en inflytelserik tidning 1831 med titeln "The Age of Reptiles" där han sammanfattade bevisen för att det hade funnits en lång tid under vilken jorden hade vimlat av stora reptiler, och han delade upp den eran, baserat på vilka bergslag olika typer av reptiler dök upp först, i tre intervaller som förutsåg de moderna perioderna av trias , jura och krita . År 1832 skulle Mantell hitta, i Tilgate, ett partiellt skelett av en bepansrad reptil som han skulle kalla Hylaeosaurus . År 1841 skulle den engelske anatomen Richard Owen skapa en ny ordning av reptiler, som han kallade Dinosauria , för Megalosaurus , Iguanodon och Hylaeosaurus .

Illustration av den fossila käken av Stonesfield-däggdjuret från Gideon Mantells 1848 Wonders of Geology

Dessa bevis för att jättelika reptiler hade levt på jorden tidigare orsakade stor spänning i vetenskapliga kretsar, och även bland vissa delar av allmänheten. Buckland beskrev käken på ett litet primitivt däggdjur, Phascolotherium , som hittades i samma skikt som Megalosaurus . Denna upptäckt, känd som Stonesfield-däggdjuret, var en mycket diskuterad anomali. Cuvier trodde först att det var ett pungdjur , men Buckland insåg senare att det var ett primitivt placenta däggdjur . På grund av sin ringa storlek och primitiva natur, trodde Buckland inte att det ogiltigförklarade det övergripande mönstret av en ålder av reptiler, när de största och mest iögonfallande djuren hade varit reptiler snarare än däggdjur.

Katastrofism, uniformitarism och fossilregistret

I Cuviers landmärke från 1796 om levande och fossila elefanter hänvisade han till en enda katastrof som förstörde livet för att ersättas av de nuvarande formerna. Som ett resultat av sina studier av utdöda däggdjur insåg han att djur som Palaeotherium hade levt före mammutarnas tid, vilket fick honom att skriva i termer av flera geologiska katastrofer som hade utplånat en rad på varandra följande faunaer. År 1830 hade en vetenskaplig konsensus bildats kring hans idéer som ett resultat av paleobotani och upptäckterna av dinosaurier och marina reptiler i Storbritannien. I Storbritannien, där naturlig teologi var mycket inflytelserik i början av 1800-talet, insisterade en grupp geologer som inkluderade Buckland och Robert Jameson på att uttryckligen koppla den senaste av Cuviers katastrofer till den bibliska översvämningen . Katastrofismen hade en religiös överton i Storbritannien som saknades någon annanstans.

Delvis som svar på vad han såg som osunda och ovetenskapliga spekulationer av William Buckland och andra utövare av översvämningsgeologi, förespråkade Charles Lyell den geologiska teorin om uniformitarism i sitt inflytelserika verk Principles of Geology . Lyell samlade bevis, både från sin egen fältforskning och andras arbete, att de flesta geologiska särdrag kunde förklaras av den långsamma verkan av dagens krafter, såsom vulkanism , jordbävningar , erosion och sedimentation snarare än tidigare katastrofala händelser. Lyell hävdade också att de uppenbara bevisen för katastrofala förändringar i fossilregistret, och till och med uppkomsten av riktningsföljd i livets historia, var illusioner orsakade av ofullkomligheter i den posten. Till exempel hävdade han att frånvaron av fåglar och däggdjur från de tidigaste fossila skikten bara var en ofullkomlighet i fossilregistret som kan tillskrivas det faktum att marina organismer lättare fossiliseras. Lyell pekade också på Stonesfield-däggdjuret som bevis på att däggdjur inte nödvändigtvis hade föregåtts av reptiler, och på det faktum att vissa Pleistocene skikt visade en blandning av utdöda och fortfarande överlevande arter, vilket han sa visade att utrotning skedde bitvis snarare än som ett resultat av katastrofala händelser. Lyell lyckades övertyga geologer om idén att jordens geologiska särdrag till stor del berodde på verkan av samma geologiska krafter som kunde observeras i dag, verkande över en längre tidsperiod. Han lyckades inte få stöd för sin syn på fossilregistret, som han trodde inte stödde en teori om riktningsföljd.

Transmutation av arter och fossilregistret

Se även: Transmutation av arter

I början av 1800-talet använde Jean Baptiste Lamarck fossiler för att argumentera för sin teori om arternas transmutation. Fossila fynd, och de framväxande bevisen på att livet hade förändrats över tiden, underblåste spekulationer om detta ämne under de närmaste decennierna. Robert Chambers använde fossila bevis i sin populärvetenskapliga bok från 1844, Vestiges of the Natural History of Creation, som förespråkade ett evolutionärt ursprung för kosmos såväl som för livet på jorden. Liksom Lamarcks teori hävdade den att livet hade gått från det enkla till det komplexa. Dessa tidiga evolutionära idéer diskuterades brett i vetenskapliga kretsar men accepterades inte i den vetenskapliga mainstreamen. Många av kritikerna av transmutationella idéer använde fossila bevis i sina argument. I samma tidning som myntade termen dinosaurie Richard Owen påpekade att dinosaurier var minst lika sofistikerade och komplexa som moderna reptiler, vilket han hävdade motsäger transmutationsteorier. Hugh Miller skulle göra ett liknande argument och påpeka att den fossila fisken som hittades i den gamla röda sandstensformationen var fullt lika komplex som alla senare fiskar, och inte de primitiva former som påstås av Vestiges . Även om dessa tidiga evolutionsteorier misslyckades med att bli accepterade som mainstream-vetenskap, skulle debatterna om dem hjälpa till att bana väg för acceptansen av Darwins teori om evolution genom naturligt urval några år senare.

Geologisk tidsskala från en bok från 1861 av Richard Owen visar utseendet på stora djurtyper.

Geologisk tidsskala och livets historia

Geologer som Adam Sedgwick och Roderick Murchison fortsatte, under tvister som The Great Devonian Controversy , att göra framsteg inom stratigrafi. De beskrev nyligen erkända geologiska perioder, såsom kambrium , silur , devon och perm . Sådana framsteg inom stratigrafi berodde i allt högre grad på åsikter från experter med specialiserad kunskap om speciella typer av fossiler som William Lonsdale (fossila koraller) och John Lindley (fossila växter) som båda spelade en roll i devonska kontroversen och dess lösning. I början av 1840-talet hade mycket av den geologiska tidsskalan utvecklats. År 1841 John Phillips formellt den geologiska kolumnen i tre stora epoker, paleozoikum , mesozoikum och kenozoikum , baserat på skarpa brott i fossilregistret. Han identifierade de tre perioderna av den mesozoiska eran och alla perioder av den paleozoiska eran utom Ordovicium . Hans definition av den geologiska tidsskalan används än idag. Det förblev en relativ tidsskala utan någon metod för att tilldela någon av periodernas absoluta datum. Man förstod att det inte bara hade funnits en "reptiernas tidsålder" före den nuvarande "däggdjurens tidsålder", utan det hade funnits en tid (under kambrium och silur) då livet hade begränsats till havet, och en tid (före devon) när ryggradslösa djur hade varit den största och mest komplexa formen av djurliv.

Utbyggnad och professionalisering av geologi och paleontologi

Elmer Riggs och HW Menke i Field Columbian Museums paleontologilabb, 1899.

Dessa snabba framsteg inom geologi och paleontologi under 1830- och 1840-talen fick hjälp av ett växande internationellt nätverk av geologer och fossilspecialister vars arbete organiserades och granskades av ett ökande antal geologiska sällskap. Många av dessa geologer och paleontologer var nu betalda yrkesverksamma som arbetade för universitet, museer och statliga geologiska undersökningar. Det relativt höga offentliga stödet för geovetenskaperna berodde på deras kulturella inverkan och deras bevisade ekonomiska värde för att hjälpa till att exploatera mineraltillgångar som kol.

En annan viktig faktor var utvecklingen under det sena 1700-talet och början av 1800-talet av museer med stora naturhistoriska samlingar. Dessa museer tog emot prover från samlare runt om i världen och fungerade som centra för studier av jämförande anatomi och morfologi . Dessa discipliner spelade nyckelroller i utvecklingen av en mer tekniskt sofistikerad form av naturhistoria. Ett av de första och viktigaste exemplen var Naturhistoriska museet i Paris, som stod i centrum för många av utvecklingen inom naturhistorien under 1800-talets första decennier. Det grundades 1793 genom en handling av den franska nationalförsamlingen och baserades på en omfattande kunglig samling plus privata samlingar av aristokrater som konfiskerades under den franska revolutionen och utökades med material som beslagtogs i franska militära erövringar under Napoleonkrigen . Parismuseet var den professionella basen för Cuvier och hans professionella rival Geoffroy Saint-Hilaire . De engelska anatomerna Robert Grant och Richard Owen tillbringade båda tid med att studera där. Owen skulle fortsätta att bli den ledande brittiska morfologen medan han arbetade på Royal College of Surgeons museum .

Sent 1800-tal

Evolution

Se även: Evolutionstänkets historia
Fotografi av det andra Archeopteryx -skelettet som finns, taget 1881 på Naturhistoriska museet, Berlin

Charles Darwins publicering av The Origin of Species 1859 var en vattendelare inom alla livsvetenskaper, särskilt paleontologi. Fossiler hade spelat en roll i utvecklingen av Darwins teori. I synnerhet hade han blivit imponerad av fossiler som han hade samlat i Sydamerika under resan av Beagle av jättebältdjur , jätte sengångare och vad han vid den tiden trodde var jättellamor som verkade vara släkt med arter som fortfarande levde på kontinenten i moderna tider. Den vetenskapliga debatten som startade omedelbart efter publiceringen av Origin ledde till ett samlat försök att leta efter övergångsfossiler och andra bevis på evolution i fossilregistret. Det fanns två områden där tidig framgång väckte stor uppmärksamhet från allmänheten, övergången mellan reptiler och fåglar, och utvecklingen av den moderna enkeltåiga hästen. upptäcktes det första exemplaret av Archeopteryx , ett djur med både tänder och fjädrar och en blandning av andra reptil- och fågeldrag, i ett kalkstensbrott i Bayern och beskrevs av Richard Owen . En annan skulle hittas i slutet av 1870-talet och ställas ut på Natural History Museum, Berlin 1881. Andra primitiva tandfåglar hittades av Othniel Marsh i Kansas 1872. Marsh upptäckte också fossiler av flera primitiva hästar i västra USA som hjälpte till att spåra hästens utveckling från det lilla 5-tåiga Hyracotherium från eocen till de mycket större entåiga moderna hästarna av släktet Equus . Thomas Huxley skulle i stor utsträckning använda både häst- och fågelfossilerna i sitt förespråkande av evolution. Acceptans av evolution skedde snabbt i vetenskapliga kretsar, men acceptansen av Darwins föreslagna mekanism för naturligt urval som drivkraften bakom den var mycket mindre universell. I synnerhet vissa paleontologer som Edward Drinker Cope och Henry Fairfield Osborn föredrog alternativ som neo- Lamarckism , nedärvning av egenskaper som förvärvats under livet och ortogenes , en medfödd drivkraft att förändra i en viss riktning, för att förklara vad de uppfattade som linjära trender. i evolution.

Diagram av OC Marsh över utvecklingen av hästars fötter och tänder, återgiven i TH Huxleys bok från 1876, Professor Huxley in America

Det fanns också ett stort intresse för människans evolution. Neandertalfossiler upptäcktes 1856, men vid den tiden var det inte klart att de representerade en annan art än moderna människor. Eugene Dubois skapade en sensation med sin upptäckt av Java Man , det första fossila beviset på en art som verkade tydligt ligga mellan människor och apor, 1891.

Utvecklingen i Nordamerika

Ytterligare information: Bone Wars and History of paleontology i USA

En stor utveckling under andra hälften av 1800-talet var en snabb expansion av paleontologin i Nordamerika. År 1858 beskrev Joseph Leidy ett Hadrosaurus -skelett, som var den första nordamerikanska dinosaurien som beskrevs från goda lämningar. Det var dock den massiva expansionen västerut av järnvägar, militärbaser och bosättningar till Kansas och andra delar av västra USA efter det amerikanska inbördeskriget som verkligen drev utbyggnaden av fossilinsamling. Resultatet blev en ökad förståelse för Nordamerikas naturhistoria, inklusive upptäckten av det västra inre havet som hade täckt Kansas och mycket av resten av Mellanvästern i USA under delar av kritatiden , upptäckten av flera viktiga fossiler av primitiva fåglar och hästar, och upptäckten av ett antal nya dinosaurie- släkten inklusive Allosaurus , Stegosaurus och Triceratops . Mycket av denna aktivitet var en del av en hård personlig och professionell rivalitet mellan två män, Othniel Marsh , och Edward Cope , som har blivit känt som Bone Wars .

Översikt över utvecklingen under 1900-talet

Utvecklingen inom geologi

Två 1900-talsutvecklingar inom geologin hade stor effekt på paleontologin. Den första var utvecklingen av radiometrisk datering , vilket gjorde att absoluta datum kunde tilldelas den geologiska tidsskalan . Den andra var teorin om plattektonik , som hjälpte till att förstå den geografiska fördelningen av forntida liv.

Geografisk expansion av paleontologi

Under 1900-talet intensifierades paleontologisk utforskning överallt och upphörde att vara en till stor del europeisk och nordamerikansk aktivitet. Under de 135 åren mellan Bucklands första upptäckt och 1969 beskrevs totalt 170 dinosaurie-släkten. Under de 25 åren efter 1969 ökade antalet till 315. Mycket av denna ökning berodde på undersökningen av nya stenexponeringar, särskilt i tidigare lite utforskade områden i Sydamerika och Afrika . Nära slutet av 1900-talet öppnades Kina för systematisk utforskning av fossiler, har gett en mängd material om dinosaurier och fåglars och däggdjurs ursprung. Även studier av Chengjiang-faunan , en kambrisk fossilplats i Kina, under 1990-talet har gett viktiga ledtrådar till ryggradsdjurens ursprung.

Massutrotningar

1900-talet såg en stor förnyelse av intresset för massutrotningshändelser och deras effekt på livets historia. Detta var särskilt sant efter 1980 när Luis och Walter Alvarez lade fram Alvarez-hypotesen och hävdade att en nedslagshändelse orsakade utrotningen av Krita-Paleogen, som dödade icke-fågeldinosaurierna tillsammans med många andra levande varelser. Också i början av 1980-talet Jack Sepkoski och David M. Raup artiklar med statistisk analys av fossilregistret över marina ryggradslösa djur som avslöjade ett mönster (möjligen cykliskt) av upprepade massutrotningar med betydande implikationer för livets evolutionära historia.

Evolutionära vägar och teori

Taung-barnets fossil upptäcktes i Sydafrika 1924

Under hela 1900-talet fortsatte nya fossilfynd att bidra till att förstå evolutionens vägar. Exempel inkluderar stora taxonomiska övergångar som fynd på Grönland, som började på 1930-talet (med fler stora fynd på 1980-talet), av fossiler som illustrerar utvecklingen av tetrapoder från fisk, och fossiler i Kina under 1990-talet som kastar ljus över dinosauriefågeln . förhållande . Andra händelser som har väckt stor uppmärksamhet har inkluderat upptäckten av en serie fossiler i Pakistan som har kastat ljus över valens evolution , och mest känt av allt en serie fynd under 1900-talet i Afrika (som började med Taung barn 1924) och på andra håll har hjälpt till att belysa den mänskliga evolutionens gång . I allt högre grad, i slutet av 1900-talet, sammanfördes resultaten av paleontologi och molekylärbiologi för att avslöja detaljerade fylogenetiska träd .

Resultaten av paleontologin har också bidragit till utvecklingen av evolutionsteorin. År 1944 publicerade George Gaylord Simpson Tempo and Mode in Evolution , som använde kvantitativ analys för att visa att fossilregistret överensstämde med de förgrenade, icke-riktade, mönster som förutspåddes av evolutionens förespråkare drivna av naturligt urval och genetisk drift snarare än det linjära. trender som förutspåtts av tidigare förespråkare för neo- lamarckism och ortogenes . Denna integrerade paleontologi i den moderna evolutionära syntesen . 1972 Niles Eldredge och Stephen Jay Gould fossila bevis för att förespråka teorin om punkterad jämvikt , som hävdar att evolutionen kännetecknas av långa perioder av relativ stas och mycket kortare perioder av relativt snabb förändring.

kambriska explosionen

Ett komplett Anomalocaris- fossil från Burgess-skiffern

Ett område inom paleontologin som har sett mycket aktivitet under 1980-, 1990-talen och därefter är studiet av den kambriska explosionen under vilken många av de olika fylorna av djur med sina distinkta kroppsplaner först dyker upp. Den välkända Burgess Shale Cambrian hittades 1909 av Charles Doolittle Walcott , och en annan viktig plats i Chengjiang Kina hittades 1912. Men ny analys på 1980-talet av Harry B. Whittington , Derek Briggs , Simon Conway Morris och andra väckte ett förnyat intresse och en explosion av aktivitet inklusive upptäckten av en viktig ny fossilplats, Sirius Passet , på Grönland, och publiceringen av en populär och kontroversiell bok, Wonderful Life av Stephen Jay Gould 1989.

Förkambriska fossiler

Ett Spriggina- fossil från Ediacaran

Före 1950 fanns det inga allmänt accepterade fossila bevis på liv före den kambriska perioden. När Charles Darwin skrev The Origin of Species erkände han att avsaknaden av fossila bevis på liv före de relativt komplexa djuren i kambrium var ett potentiellt argument mot evolutionsteorin, men uttryckte hopp om att sådana fossil skulle hittas i framtida. På 1860-talet gjordes anspråk på upptäckten av före kambrium , men dessa skulle senare visa sig inte ha ett organiskt ursprung. I slutet av 1800-talet skulle Charles Doolittle Walcott upptäcka stromatoliter och andra fossila bevis på förkambriskt liv, men vid den tiden var det organiska ursprunget för dessa fossiler också omtvistade. Detta skulle börja förändras på 1950-talet med upptäckten av fler stromatoliter tillsammans med mikrofossiler av bakterierna som byggde dem, och publiceringen av en serie artiklar av den sovjetiske vetenskapsmannen Boris Vasil'evich Timofeev som tillkännagav upptäckten av mikroskopiska fossila sporer i förtid. - Kambriska sediment. Ett nyckelgenombrott skulle komma när Martin Glaessner skulle visa att fossiler av mjuka djur som upptäcktes av Reginald Sprigg under slutet av 1940-talet i Ediacaran-kullarna i Australien i själva verket var förkambriska inte tidigt kambriskt som Sprigg ursprungligen trodde, vilket gjorde Ediacaran-biotan till den äldsta kända djur. I slutet av 1900-talet paleobiologin fastställt att livets historia sträckte sig minst 3,5 miljarder år tillbaka i tiden.

Se även

Anteckningar

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=History_of_paleontology&oldid=1119677238 "