VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Палеоэкспресс. Остановка "Юрский период"
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
1. Введение. За 4,5 млрд лет наша планета прошла долгий и разнообразный путь развития. Если представить этот путь как один земной год, человечеству в этом периоде времени будут отведены последние секунды последней минуты последнего часа последнего месяца года[4].
Мы очень молоды и малы по сравнению с нашей планетой, но разум, жажда познания и накопленные веками знания дают нам возможность пытаться заглянуть в далекое прошлое планеты и даже прикоснуться к нему руками.
Геологические и палеонтологические исследования это не только удовлетворение простой любознательности, свойственной человеку разумному, но и необходимость познания устройства нашей планеты, в том числе ее прошлого для успешного функционирования в настоящем и для прогнозирования будущего.
Палеонтология – это наука, изучающая ископаемые организмы (фоссилии) прошлых геологических эпох. Произошло название от греческих слов: palaios – древний; on, ontos – существо; logos – учение[6]. Цель палеонтологии – изучение органического мира Земли во времени и в пространстве. Задачи палеонтологии: изучение биологического разнообразия; установление относительного возраста горных пород по органическим остаткам, заключенных в них; реконструкция органического мира прошлых геологических эпох.
Геологическая история нашей планеты делится на пять крупных этапов развития, получивших названия эр - архейской, протерозойской, палеозойской, мезозойской и кайнозойской, в которой мы живем и сейчас. Последние три состоят из периодов. В архейской эре примерно 3,6 млрд лет назад началась органическая эволюция Земли[1].
Мною была собрана небольшая палеонтологическая коллекция: в Касимовском районе Рязанской области, г. Елатьма, левый берег реки Оки; в Битцевском парке города Москвы, русло реки Городня; в микрорайоне Сабурово города Москвы, правый берег реки Москвы.
Большая часть коллекции (примерно80%) это образцы, собранные в Рязанской области, на левом берегу реки Оки, в г. Елатьма, поэтому именно они будут основой реконструкции.
2. Гипотеза.
Визуальный анализ коллекции позволил мне предположить, что образцы являются фоссилиями морских беспозвоночных, которые, исходя из видового состава, при жизни были обитателями шельфовой зоны морской экосистемы юрского периода мезозойской эры.
Если под словом «окаменелость» подразумеваются именно окаменевшие остатки древних организмов, то фоссилиями могут быть также отпечатки тел древних организмов, всевозможные продукты их жизнедеятельности, например, норы, различные постройки, следы хождения и ползания и даже пищеварительные отходы.
3. Цель работы – систематизация образцов собранной коллекции на предмет определения систематической принадлежности, установления эры и периода, выполнение рисунка-реконструкции определенной в ходе работы экосистемы.
Средства. Для определения палеонтологических образцов используется: специальная литература (см. список литературы), микроскопическое исследование, в том числе фотографии, сделанные цифровым микроскопом;
сравнительный анализ с образцами экспозиции Государственного геологического музея РАН им. В.И.Вернадского.
Для более достоверной реконструкции и фотографий использованы кораллы, мшанки, иглокожие (морские лилии, морские ежи), губки из коллекции музея.
4. Процентный состав фоссилий морских беспозвоночных в коллекции.
В образцах, собранных мною, обнаружены и использованы для проекта: брахиоподы, гастроподы, двустворчатые моллюски, аммониты, белемниты, черви, биоглифы.
5. Описание типов и установление систематической принадлежности образцов. Получившаяся экосистема содержит следующих беспозвоночных.
Губки. Одним из основных признаков губок является наличие своеобразной, присущей только данным животным системы каналов, пронизывающих их тело. Основу скелета губок составляют спикулы (иголочки). Скелет губок может быть минеральный, органический или смешанный. Только минеральный скелет позволяет губкам сохраняться в ископаемом состоянии.
Губка Pachyascus lopatinensis, Губка Chaetetes radians,
окрестности г.Москва МО, с. Мячково, коллекция ГГМ РАН
Кишечнополостные. Кораллы. Это самые примитивно устроенные среди настоящих многоклеточных, исключительно водные животные. Кораллы используются при реконструкции палеогеографических условий осадконакопления. Огромна роль кораллов и в породообразовании. Рифовые постройки кораллов становились коралловыми известняками, некоторые из них являются ловушками нефти и газа[7].
Четырехлучевые кораллы, МО, д. Лужки, коллекция ГГМ РАН
Кольчатые черви. Это одиночные обитатели морских, пресноводных водоемов и живущие в наземных условиях. Тело сегментировано. Хорошо развита пищеварительная, половая, мышечная, нервная, кровеносная, выделительная и дыхательная система. Следы ползания червей и поедания грунта называют биоглифами.
Биоглифы по двустворчатому моллюску. Червь по аммониту (найден всего один экземпляр, в диаграмме не учитывается).
Образцы найдены мною в г.Елатьме, левый берег р.Оки.
Биоглифы. Образец найден мною в мкрн. Сабурово, Москва, правый берег р.Москвы.
Мшанки. Исключительно колониальные животные, прикрепленные, иногда подвижные обитатели нормальноморских, солоноватых и опресненных водоемов.
Колонии мшанок кустистые, массивные, сетчатые (веерообразные, спиральные и др.), обрастающие. Известковый состав скелета характерен для морских мшанок, а органический – для пресноводных мшанок. Мшанки имеют значение для палеогеографических реконструкций прошлых геологических эпох[7].
Мшанка рода Polypora, г. Воскресенск, коллекция ГГМ РАН
Мшанка. Образец найдены мною в г.Елатьме, левый берег р.Оки (обнаружен всего один экземпляр, в диаграмме не учитывается).
Брахиоподы. Это – одиночные, двусторонне-симметричные животные, преимущественно морские (иногда встречаются в солоноватоводных или опресненных бассейнах), имеющие двустворчатую раковину, ведущие придонный образ жизни в теплых морях на мелководье. Брахиоподы являются биофильтраторами, т. е. питаются, пропуская через свое тело ток воды со взвешенными частицами. Они разделены на два крупных класса: Articulata Замковые и Inarticulata Беззамковые . Брахиоподы нередко поселялись на морском дне большими группами, образовывая целые скопления, которые называются банки.
Наряду с другими ископаемыми, формировали органогенные постройки, что в дальнейшем привело к накоплению мощных толщ брахиоподовых известняков[5].
Брахиопода.Образец найден мною в Москве, Битцевском парке, русле реки Городни
Брахиоподы. Образцы найдены мною в г.Елатьма, левый берег реки Оки.
Иглокожие. Среди найденных мною образцов нет иглокожих, использованы образцы ГГМ РАН (морские лилии и морские ежи). Это морские, стеногалинные (могут жить в воде только с постоянной соленостью), одиночные животные. Отличительной особенностью типа является наличие пятилучевой симметрии и воднососудистой системы. Известковый скелет у иглокожих внутренний – множество пластинок, сочлененных между собой, сверху покрыты кожицей. У морских лилий число рук всегда кратно пяти.
Морская лилия Pegocrinus bijugus, сечение стебля морских лилий [5]
МО, с.Мячиково ,коллекция ГГМ РАН
Двустворчатые моллюски. Это одиночные, двустороннесимметричные, лишенные головного отдела животные. Мягкое тело их покрыто мантией и известковой раковиной, состоящей из двух створок. Двустворчатые моллюски бывают равностворчатыми и неравностворчатыми, а также различаются по типам замка.
[5]1.
2 3
Двустворчатые моллюски. Образцы найдены 1,2 - на правом берегу р.Москвы (Сабурово), 3 – левый берег р. Оки, г.Елатьма
Брюхоногие. Гастроподы. Самый многочисленный класс в типе моллюсков, насчитывающий более 100 тысяч видов, ископаемых описано примерно 15 000 видов. Размеры раковин может быть от 0,1 до 300 мм. Главная особенность гастропод в том, что мягкое тело сравнительно отчетливо разделено на три отдела: более или менее хорошо обособленную голову с парными щупальцами и глазами; туловище; мускульную ногу, уплощенную снизу и приспособленную для ползания. Среди гастропод встречаются как водные, дышащие жабрами, так и наземные виды, которые дышат легкими. Большое значение брюхоногие моллюски имеют для восстановления физико-географических условий, т. е. в палеогеографии[3].
Гастроподы. Образцы найдены мною в г.Елатьма, левый берег реки Оки.
Головоногие моллюски - это морские стеногалинные (переносящие лишь небольшие колебания солености воды) двусторонне-симметричные животные с хорошо обособленной головой и самой высокоразвитой нервной системой среди беспозвоночных. Их даже называют приматами моря. Головоногие имеют двусторонне-симметричное тело с хорошо обособленной головой. Нога, сросшаяся с головой, преобразована в щупальца и воронку. По способу питания – хищники.
Аммониты. Раковина аммонита двусторонне-симметричная, из нескольких оборотов, расположенных в одной плоскости, либо соприкасающихся друг с другом или в различной степени каждый последующий оборот перекрывает предыдущий, состоит из начальной камеры, далее следует фрагмокон, разделенный многочисленными перегородками на воздушные камеры, соединенные сифоном. Последняя сравнительно короткая часть раковины – жилая камера. По мере роста тело моллюска перемещалось вперед по трубке, надстраивая мантией переднюю приустьевую часть и оставляя позади себя перегородки. Так возникали все новые воздушные камеры.
перегородки
Аммониты. Образцы найдены мною в мкрн.Сабурово, Москва,пр. берег р. Москвы.
Аммониты. Образцы найдены мною в г.Елатьма, левый берег реки Оки.
Белемниты. Это вымершие животные с внутренним скелетом, состоящим из трех частей: ростра, фрагмокона и проостракума. В ископаемом состоянии обычно сохраняется ростр. Обнаружен редкий образец со сохранившимся фрагмоконом.
[5]
Ростры белемнитов. Образцы найдены мною в г. Елатьма, левый берег реки Оки.
6. Заключение.
Исследование образцов подтвердило, что реконструкция будет посвящена Мезозойской эре, Юрскому периоду. В это время жили насекомые, рыбы, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие. А многие виды, господствовавшие до этого на планете, безвозвратно вымерли (например, трилобиты). Мезозой характеризовался довольно мягким климатом, что способствовало бурному развитию органической жизни на суше и в воде. Европейская территория России в Юрском периоде была покрыта морями[2]. Именно поэтому основные палеонтологические окаменелые находки живых организмов и следов их жизнедеятельности этого времени на данной территории – представители морской фауны.
Лично мне пока удалось найти фоссилии только морских беспозвоночных. Нет среди моих находок ни рыб, ни ихтиозавров. Поэтому будет выполнена реконструкция именно беспозвоночных. Для большей достоверности используются образцы из экспозиций музея.
Больше всего в коллекции биофильтраторов - брахиопод, бивальвий. Причем прикрепленный бентос – брахиоподы составляют половину всей коллекции. Бентосные организмы – обитатели морского дна. Наличие в коллекции большого количества брахиопод указывает на то, что следует выполнять реконструкцию именно шельфовой зоны юрского моря. Так как это обитатели мелководья.
Хищники (отряды аммониты, белемниты) также, как и в современных экосистемах, встречаются значительно реже и примерно в равных долях. Причем оба этих отряда вымерли уже в конце мезозойской эры, в основном в юрском периоде. Они составляют вместе всего 1/4 всех найденных фоссилий. Наиболее успешно из представленных в экосистеме беспозвоночных прошли эволюционный отбор гастроподы, приспособившись к жизни и в море, и на суше, а также к разнообразным типам питания.
7. Авторская реконструкция экосистемы морских беспозвоночных юрского периода Леоновой М., созданная на основе материалов, собранных во время геологических экскурсий. Состав экосистемы определен в ходе проведенного исследования.
Представлена также в виде оригинального авторского рисунка (акварель, карандаш) формата А1.
8. Систематизированная коллекция фоссилий морских беспозвоночных Юрского периода, собранная во время геологических экскурсий.
Литература и используемые материалы.
1. Гаврилов В.П., «Путешествия в прошлое земли», из-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2005 – 184 стр.
2. Данукалова Г.А., Сорока И.Л., Стародубцева И.А. «Палеонтология в таблицах и иллюстрациях», из-во ООО «Акварель», 2013 – 312 стр.
3. Наугольных С.В. «Палеонтология Москвы и Подмосковья: Юному краеведу», из-во «Наука», 2017-160 стр.
4. Научно-популярный документальный сериал 2014 г.в. «Космос: пространство и время», США, 13 серий, 557 мин.
5. Рычкова И.В., Рябчикова Э.Д., «Палеонтология в таблицах: учебное пособие для учащихся Школы юного геолога», из-во Томского политехнического университета, 2015 – 134 стр.
6. «Энциклопедия для детей, Т.2 Биология», издательский центр «Аванта+», 2000 – 704 стр.
7. «Энциклопедия для детей, Т.4 Геология», издательский центр «Аванта+», 2000 – 688 стр.