Históriu vývoja našej planéty študujú takmer všetky vedy a každá má svoju vlastnú metódu. Paleontológia napríklad označuje vedu, ktorá študuje dávno minulé geologické epochy, ich organický svet a vzorce, ktoré sa vyskytujú počas jeho vývoja. To všetko je úzko spojené so štúdiom zachovaných stôp starých zvierat, rastlín, ich životne dôležitej činnosti vo fosílnych fosíliách. Každá veda však má ďaleko od jednej metódy štúdia Zeme, najčastejšie existujú ako súbor metód a paleontologická veda nie je výnimkou.
Veda
Pre lepšiu orientáciu v terminológii je potrebné pred zoznámením sa s paleontologickou metódou preložiť zložitý názov tejto vedy z gréčtiny. Skladá sa z troch slov: palaios, ontos a logos - "staroveký", "existujúci" a "učiaci". V dôsledku toho sa ukazuje, že veda o paleontológiiobnovuje, objasňuje, študuje podmienky, v ktorých žili dávno vyhynuté rastliny a živočíchy, skúma, ako sa medzi organizmami vyvinuli ekologické vzťahy, ako aj vzťah medzi existujúcimi organizmami a abiotickým prostredím (druhé sa nazýva ekogenéza). Paleontologická metóda štúdia spôsobov vývoja planéty sa týka dvoch častí tejto vedy: paleobotaniky a paleozoológie.
Ten druhý študuje geologickú minulosť Zeme prostredníctvom živočíšneho sveta, ktorý v tých časoch existoval, a delí sa na paleozoológiu stavovcov a paleozoológiu bezstavovcov. Teraz tu pribudli aj nové moderné sekcie: paleobiogeografia, tafonómia a paleoekológia. Vo všetkých sa používa paleontologická metóda štúdia Zeme. Paleoekológia je odbor, ktorý študuje biotop a pomery v ňom so všetkými vzťahmi organizmov dávnej geologickej minulosti, ich premeny v priebehu historického vývoja pod tlakom okolností. Tafonómia skúma fosílny stav organizmov vo vzorcoch ich pochovania po smrti, ako aj podmienky na ich zachovanie. Paleobiografia (alebo paleobiogeografia) ukazuje rozšírenie určitých organizmov v histórii ich geologickej minulosti. Ukazuje sa teda, že paleontologická metóda je štúdiom procesu prechodu zvyškov rastlín a živočíchov do fosílneho stavu.
Kroky
Zachovanie fosílnych organizmov v sedimentárnych horninách v tomto procese zahŕňa tri fázy. Prvým je, keď sa hromadia organické zvyškyv dôsledku odumierania organizmov, ich rozkladu a deštrukcie kostry a mäkkých tkanív pôsobením kyslíka a baktérií. Demolačné miesta akumulujú takýto materiál vo forme spoločenstiev mŕtvych organizmov a nazývajú sa thanatocenózy. Druhou fázou ochrany fosílnych organizmov je pochovávanie. Takmer vždy sa vytvoria podmienky, pri ktorých je tanatocenóza pokrytá sedimentom, ktorý obmedzuje prístup kyslíka, ale proces ničenia organizmov pokračuje, pretože anaeróbne baktérie sú stále aktívne.
Všetko závisí od rýchlosti pochovávania pozostatkov, niekedy sa sedimentácia pohybuje rýchlo a pohrebiská sa menia len málo. Takéto pohrebiská sa nazývajú tafocenóza a paleontologická metóda to skúma s oveľa väčším účinkom. Tretím stupňom ochrany fosílnych organizmov je fosílizácia, to znamená proces premeny voľných sedimentov na pevné horniny, v ktorých sa organické zvyšky súčasne menia na fosílie. Deje sa tak pod vplyvom rôznych chemických faktorov, ktoré študujú paleontologické metódy v geológii: procesy petrifikácia, rekryštalizácia a mineralizácia. A komplex fosílnych organizmov sa tu nazýva oryktocenóza.
Určenie veku hornín
Paleontologická metóda umožňuje určiť vek hornín skúmaním fosílií zvyškov morských živočíchov, ktoré sa zachovali procesom skamenenia a mineralizácie. Samozrejme, človek sa nezaobíde bez klasifikácie typov starých organizmov. Existuje a s jeho pomocou sa študujú prehistorické organizmy nachádzajúce sa v skalnom masíve. Štúdium prebiehatieto princípy: sleduje sa evolučný charakter vývoja organického sveta, postupná zmena času neopakujúcich sa komplexov mŕtvych organizmov a nezvratnosť vývoja celého organického sveta. Všetko, čo sa dá študovať pomocou paleontologických metód, sa týka iba dávno minulých geologických epoch.
Pri určovaní vzorov je potrebné riadiť sa najdôležitejšími ustanoveniami, ktoré umožňujú používanie takýchto metód. Po prvé, v sedimentárnych formáciách v každom komplexe sú fosílne organizmy, ktoré sú mu vlastné, to je najcharakteristickejšia vlastnosť. Paleontologické metódy výskumu umožňujú určiť vrstvy hornín rovnakého veku, pretože obsahujú podobné alebo identické fosílne organizmy. Toto je druhá charakteristika. A tretím je, že vertikálny rez sedimentárnych hornín je na všetkých kontinentoch úplne rovnaký! Vždy nasleduje rovnakú postupnosť v postupnosti fosílnych organizmov.
Sprievodné fosílie
Metódy paleontologického výskumu zahŕňajú metódu navádzania fosílií, ktorá sa používa aj na určenie geologického veku hornín. Požiadavky na vedenie fosílií sú nasledovné: rýchly vývoj (až tridsať miliónov rokov), vertikálne rozšírenie je malé a horizontálne rozšírenie je široké, časté a dobre zachované. Napríklad to môžu byť lamelárne žiabre, belemnity, amonity, brachionody, koraly, archeocyáty atď.podobný. Prevažná väčšina skamenelín však nie je striktne ohraničená určitým horizontom, a preto ich nemožno nájsť vo všetkých častiach. Navyše, tento komplex fosílií možno nájsť v akýchkoľvek iných intervaloch toho istého úseku. A preto sa v takýchto prípadoch používa ešte zaujímavejšia paleontologická metóda štúdia evolúcie. Toto je spôsob vedenia súborov formulárov.
Formuláre majú úplne iný význam, a preto existuje pre ne aj ďalšie členenie. Sú to riadiace (alebo charakteristické) formy, ktoré buď existovali pred skúmaným časom v danom momente a zanikajú v ňom, alebo existujú len v ňom, alebo populácia v danom čase prekvitala a zánik nastal hneď po ňom. Existujú aj koloniálne formy, ktoré sa objavujú na konci skúmaného obdobia a podľa ich vzhľadu je možné stanoviť stratigrafickú hranicu. Tretie formy sú reliktné, teda prežívajúce, sú charakteristické pre predchádzajúce obdobie, potom, keď nastane skúmaný čas, objavujú sa čoraz menej a rýchlo miznú. A opakujúce sa formy sú najživotaschopnejšie, pretože ich vývoj v nepriaznivých chvíľach vybledne, a keď sa zmenia okolnosti, ich populácie opäť prekvitajú.
Paleontologická metóda v biológii
Evolučná biológia využíva pomerne širokú škálu metód z príbuzných vied. Najbohatšie skúsenosti sa nazbierali v paleontológii, morfológii, genetike, biogeografii, taxonómii a iných disciplínach. Stal sa samotnou základňou, spomocou ktorých bolo možné premeniť metafyzické predstavy o vývoji organizmov na nanajvýš vedeckú skutočnosť. Užitočné boli najmä metódy všeobecnej biológie. Napríklad paleontológia je zahrnutá vo všetkých štúdiách evolúcie a je použiteľná na štúdium takmer všetkých evolučných procesov. Najväčšiu informovanosť obsahuje aplikácia týchto metód na stav biosféry, postupnosťami zmien fauny a flóry je možné sledovať vo všetkých fázach vývoja organického sveta až po súčasnosť. Najdôležitejšími faktami sú tiež identifikované fosílne intermediárne formy, obnova fylogenetických sérií, objavenie sekvencií vo výskyte fosílnych foriem.
Paleontologická metóda štúdia biológie nie je jediná. Sú dve a obe sa zaoberajú evolúciou. Fylogenetická metóda je založená na princípe nadväzovania príbuzenstva medzi organizmami (napr. fylogenéza je historický vývoj danej formy, ktorý sa sleduje cez predkov). Druhá metóda je biogenetická, kde sa študuje ontogenéza, teda individuálny vývoj daného organizmu. Túto metódu možno nazvať aj porovnávacou-embryologickou alebo porovnávacou-anatomickou, keď sa sledujú všetky štádiá vývoja študovaného jedinca od vzhľadu embrya až po stav dospelosti. Je to paleontologická metóda v biológii, ktorá pomáha zistiť výskyt relatívnych znakov a sledovať ich vývoj, aplikovať získané informácie pre biostratigrafiu - druh, rod, čeľaď, rad, trieda, typ, kráľovstvo. Definícia znie takto: metóda, ktorá zisťuje príbuznosť starých organizmov nachádzajúcich sa v zemskej kôre rôznychgeologické vrstvy, - paleontologické.
Výsledky výskumu
Dlhá štúdia pozostatkov dávno vyhynutých organizmov ukazuje, že najnižšie organizované, teda primitívne formy rastlín a živočíchov sa nachádzajú v najodľahlejších vrstvách hornín, v tých najstarších. A tie vysoko organizované sú naopak bližšie, v mladších ložiskách. A nie všetky fosílie sú rovnako významné pre určenie ich veku, pretože organický svet sa zmenil veľmi nerovnomerne. Niektoré druhy zvierat a rastlín existovali veľmi dlho, zatiaľ čo iné vymreli takmer okamžite. Ak sa zvyšky organizmov nachádzajú v mnohých vrstvách a siahajú ďaleko pozdĺž vertikály v úseku, napríklad od kambria po súčasnosť, potom by sa tieto organizmy mali nazývať dlhoveké.
Pri účasti dlhovekých fosílií ani paleontologická metóda v biológii nepomôže určiť presný vek ich existencie. Sú vodiace, ako už bolo vysvetlené vyššie, a preto sa nachádzajú na veľmi odlišných a často od seba veľmi vzdialených miestach, to znamená, že ich geografické rozšírenie je veľmi široké. Navyše nie sú ojedinelým nálezom, vždy ich je veľmi veľké množstvo. Boli to však fosílie, rozmiestnené v rôznych vrstvách hornín, ktoré uľahčili stanovenie postupnosti zmien vedúcich foriem pomocou metód všeobecnej biológie. Paleontologická metóda je nevyhnutná pri štúdiu starých organizmov skrytých časom pod hrúbkou sedimentárnych hornín.
Trošku histórie
Porovnanie rôznychvrstvy hornín a štúdium fosílií v nich obsiahnutých s cieľom určiť ich relatívny vek – to je paleontologická metóda navrhnutá v osemnástom storočí anglickým vedcom W. Smithom. Napísal prvé vedecké práce v tejto oblasti vedy, že vrstvy fosílií sú identické. Postupne sa ukladali vo vrstvách na dno oceánu a každá vrstva obsahovala pozostatky mŕtvych organizmov, ktoré existovali práve v čase vzniku tejto vrstvy. Preto každá vrstva obsahuje iba svoje vlastné fosílie, z ktorých bolo možné určiť čas vzniku hornín v rôznych oblastiach.
Fázy stavu života v jeho vývoji sú porovnávané paleontologickou metódou a trvanie udalostí je nastavené veľmi relatívne, ale ich postupnosť, ako aj postupnosť geologickej histórie vo všetkých jej štádiách, môže byť spoľahlivo vysledovateľné. Preto k poznaniu histórie vývoja určitého úseku zemskej kôry dochádza prostredníctvom nastolenia a obnovy sledu zmien geologických udalostí, celú cestu možno sledovať od najstarších hornín až po najmladšie. Takto sa objasňujú dôvody zmien, ktoré viedli k modernému vzhľadu života na planéte.
V geológii
Paleontologické metódy v geológii boli prvýkrát navrhnuté oveľa skôr. Urobil to Dán N. Steno v polovici 17. storočia. Navyše sa mu celkom správne podarilo znázorniť proces tvorby usadenín hmoty vo vode, a pretovyvodil dva hlavné závery. Po prvé, každá vrstva je nevyhnutne ohraničená rovnobežnými plochami, ktoré boli pôvodne umiestnené horizontálne, a po druhé, každá vrstva musí mať veľmi významný horizontálny rozsah, a preto zaberá veľmi veľkú plochu. To znamená, že ak pozorujeme výskyt vrstiev šikmo, potom si môžeme byť istí, že výskyt tohto výskytu bol výsledkom niektorých následných procesov. Vedec vykonal geologické prieskumy v Toskánsku (Taliansko) a úplne správne určil relatívny vek výskytov podľa vzájomnej polohy hornín.
Anglický inžinier W. Smith sledoval, ako sa o storočie neskôr kopal kanál, a nemohol si pomôcť, ale venovať pozornosť priľahlým skalným vrstvám. Všetky obsahovali podobné fosílne zvyšky organickej hmoty. Vrstvy, ktoré sú od seba vzdialené, však opísal ako výrazne odlišné zloženie. Smithova práca zaujala francúzskych geológov Brongniarda a Cuviera, ktorí použili navrhovanú paleontologickú metódu a v roku 1807 dokončili mineralogický popis s geografickou mapou celej parížskej panvy. Na mape bolo označenie rozloženia vrstiev s uvedením veku. Je ťažké preceňovať význam všetkých týchto štúdií, sú na nezaplatenie, keďže vedy, geológia a biológia sa na tomto základe začali mimoriadne prudko rozvíjať.
Darwinova teória
Zakladatelia paleontologickej metódy určovania veku hornín ich delením poskytli základ pre vznik skutočne vedeckého zdôvodnenia, keďže na základe objavov Brongniarda, Cuviera, Smitha a Stena,revolučné nové a skutočne vedecké zdôvodnenie tejto metódy. Objavila sa teória o pôvode druhov, ktorá dokázala, že organický svet nie sú oddelené rozptýlené centrá života, ktoré vznikali a zanikali v niektorých geologických obdobiach. Život na Zemi sa podľa tejto teórie zoradil s mimoriadnou presvedčivosťou. V žiadnom zo svojich prejavov nebola náhodná. Akoby veľký (a mimochodom v mnohých mýtoch starých národov ospevovaný) strom života pokrýval zem prestarnutými (odumretými) konármi a vo výške večne kvitne a rastie – takto ukázal evolúciu Darwin.
Vďaka tejto teórii si organické fosílie získali osobitný záujem ako predkovia a príbuzní všetkých moderných organizmov. Už to neboli „tvarované kamene“alebo „kuriozity prírody“s nezvyčajnými tvarmi. Stali sa najdôležitejšími dokumentmi histórie, ktoré presne ukazujú, ako sa organický život vyvíjal na Zemi. A paleontologická metóda sa začala uplatňovať čo najširšie. Študuje sa celá zemeguľa: horniny rôznych kontinentov sa porovnávajú v častiach, ktoré sú od seba čo najďalej. A všetky tieto štúdie len potvrdzujú Darwinovu teóriu.
Lifeforms
Je dokázané, že celý organický svet, ktorý sa objavil v prvých, najstarších historických etapách vývoja Zeme, sa neustále menil. Bolo ovplyvnené vonkajšími podmienkami a situáciami, a preto slabé druhy vymierali a silné sa prispôsobovali a zlepšovali. Vývoj vychádzal z najvjednoduché, takzvané nízko organizované organizmy až po vysoko organizované, dokonalejšie. Evolučný proces je nezvratný, a preto sa všetky adaptované organizmy už nikdy nebudú môcť vrátiť do svojho prvého stavu, nové znaky, ktoré sa objavili, nikam nezmiznú. Preto už nikdy neuvidíme existenciu organizmov, ktoré zmizli z povrchu zemského. A iba paleontologickou metódou môžeme študovať ich pozostatky v skalných masívoch.
Avšak zďaleka nie všetky problémy s určením veku vrstiev sú vyriešené. Identické fosílie uzavreté v rôznych vrstvách hornín nemôžu vždy zaručiť rovnaký vek týchto vrstiev. Faktom je, že mnohé rastliny a živočíchy mali takú vynikajúcu schopnosť prispôsobiť sa podmienkam prostredia, že mnoho miliónov rokov ich geologickej histórie prežilo bez výraznejších zmien, a preto ich pozostatky nájdeme takmer v akomkoľvek veku. Ale iné organizmy sa vyvinuli obrovskou rýchlosťou a sú to práve oni, kto môže vedcom povedať vek horniny, v ktorej sa našli.
Proces zmeny v čase druhov fauny nemôže nastať okamžite. A nové druhy sa neobjavujú súčasne na rôznych miestach, usadzujú sa rôznymi rýchlosťami a tiež nevymierajú v rovnakom čase. Reliktné druhy dnes možno nájsť vo faune Austrálie. Klokany a mnohé iné vačkovce napríklad na iných kontinentoch vymreli už dávno. Ale paleontologická metóda štúdia hornín stále pomáha vedcom priblížiť sa k pravde.
