1.Предмет и задачи.

Палеонтология – наука, изучающая органический мир прошлых геологических эпох и закономерности его исторического развития в тесной связи с изучением истории развития Земли. Большинство представителей животного и растительного мира прошлого можно найти только в ископаемом состоянии, это так называемые окаменелости, или ископаемые, отсюда, палеонтология – это наука об ископаемых. Слово палеонтология в переводе с греческого означает учение о древних организмах (греч. palaios – древний, ontos – существо, logos – учение). Ископаемые остатки животных и растений сохраняются в осадочных породах в виде скелетов или их частей, раковин, отпечатков тканей и органов, следов ползания, хождения, сверления, зарывания, обугленных или окаменелых остатков растений, споры, пыльца, плоды и т. д. Все эти окаменелости являются своеобразным архивом прошлой жизни, летописью событий, происходивших на Земле в течение многих миллионов лет. В настоящее время насчитывается около 1 500 000 видов животных и растений, но в ископаемом состоянии сохраняется только весьма незначительная часть.

Задачей палеонтологии является восстановление всей картины развития вымершего органического мира по любым остаткам организма. На геологических картах поверхность континентов раскрашена различными цветами, что связано с их различной возрастной принадлежностью. Породам каждого возраста на картах придаётся определённый цвет, а на их относительный возраст указывают, в основном, ископаемые остатки. Недаром палеонтологию называют «служанкой геологии» (А. А. Борисяк), а «стержнем геологии является геохронология» (Б. С. Соколов) Хотя палеонтологическая летопись не полна и не совершенна, тем не менее, она служит единственным источником наших знаний о событиях, происходивших на земле в течение многих миллионов лет.

Палеонтология связана с зоологией и ботаникой, изучающими морфологию, анатомию современных организмов, их родственные связи и взаимоотношения между собой и с окружающей средой, а также проблемы видообразования и эволюционного развития.

Палеонтология тесно вязана с геологическими науками, в первую очередь с биостратиграфией, исторической геологией, литологией, поскольку изучение органических остатков, заключённых в осадочных породах, с одной стороны – позволяет выяснять их происхождение, например, морские или континентальные осадки. С другой – восстанавливать биономические зоны моря, намечать очертания древних материков и океанов, изучать геологическую историю регионов, восстанавливать картины жизни прошлых геологических эпох. Одной из главных задач палеонтологии является использование ископаемых остатков для выяснения относительного возраста изучаемых слоев в регионах, часто удалённых друг от друга на большие расстояния. Ещё одной важной задачей палеонтологии является восстановление условий, в которых происходило образование тех или иных полезных ископаемых и вмещающих их пород, что позволяет целенаправленно вести их поиски и разведку.

2. Жизнь в океане. Воды океана представляют собой идеальную среду для обитания и развития организмов. Эта среда:

• богата кислородом и другими необходимыми для жизни веществами;

• содержит большое количество биогенных элементов;

• не подвержена существенным изменениям своих физических и химических свойств.

По мнению крупнейших ученых, жизнь зародилась именно в океане, и лишь затем распространилась на пресные воды и пространства суши.

Все организмы (в том числе и населяющие океан) делятся на три больших группы: продуценты, консументы и редуценты.

Продуценты — это организмы, которые непосредственно усваивают солнечную энергию и преобразуют ее в органическое вещество (первичную продукцию). Это растительные организмы, обладающие способностью к фотосинтезу.

Консументы — организмы, которые потребляют уже готовую первичную продукцию. К ним относятся животные.

Группу редуцентов составляют бактерии, которые питаются растительными и животными остатками и сами служат пищей для многих других организмов.

Отмечается огромная разница в соотношении основных групп живых существ в океане и на суше. На суше биомасса животных в тысячу раз меньше биомассы растений. В океане животные по биомассе превышают количество растений в 28 раз.

В океане обитает огромное количество видов одноклеточных животных и растений. Подавляющую часть биомассы растений в морях и океанах составляют одноклеточные водоросли.

По условиям обитания морские организмы подразделяются на три основные группы — планктон, нектон и бентос. Кроме того, выделяются организмы, которые в своей экологии связанные с самой верхней пленкой воды. Эти организмы составляют очень незначительную часть органического мира океана. К ним относятся: плейстон, нейстон и гипонейстон.

Планктон объединяет огромное количество видов организмов, которые обитают в толще морской воды и не обладают в ней активными средствами передвижения или же имеют очень ограниченные возможности такого передвижения. В планктон входят различные водоросли, главным образом одноклеточные (фитопланктон). Из животных организмов — простейшие, рачки, черви, кишечнополостные, некоторые виды моллюсков. Кроме того, к планктону временно (на определенный период жизненного цикла) можно отнести икру и личинки различных морских животных. Значительная часть бактерий также ведет планктонный образ жизни.

Наиболее характерной чертой планктонных организмов являются приспособления для пассивного плавания. К ним относятся: малые, нередко микроскопические размеры; обилие в тканях воды (до 98%), газовых и жировых включений; наличие на их поверхности различных отростков; невысокое содержание в тканях тяжелых элементов.

У планктонных организмов нередко отсутствуют органы активного плавания. Фитопланктон их полностью лишен. Многие представители зоопланктона имеют органы плавания, но они используются очень ограниченно. Эти организмы не передвигаются с их помощью на значительные расстояния. По образному выражению В. Г. Богорова они лишь «топчутся» в небольшом прилегающем объеме воды или же способны плавать только по вертикали. Способность плавать по вертикали обеспечивает возможность заселения планктоном глубинных слоев воды, а пассивное плавание планктонных организмов «по воле волн» и течений обеспечивает их широкое расселение по горизонтали. Например, личинки многих иглокожих, ракообразных, икра рыб находятся в составе планктона 1–2 месяца, и за это время могут быть унесены от места обитания родителей на сотни и тысячи километров.

Нектон образуют организмы, активно плавающие в морской воде, способные активно перемещаться на большие расстояния. К этой группе животных относятся рыбы и другие позвоночные (китообразные, тюлени и другие ластоногие), крупные головоногие (кальмары, каракатицы, осьминоги), морские черепахи, морские змеи, некоторые виды птиц, проводящих большую часть жизни «на плаву». Хотя нектон представлен преимущественно крупными животными, его биомасса примерно в 23 раза меньше биомассы планктона.

Бентос – это совокупность организмов, живущих на морском дне. К бентосу по существу относятся водоросли и животные, поселяющиеся на искусственных сооружениях, в том числе на днищах кораблей («обрастатели»). Главное отличие организмов бентоса: для своего обитания они нуждаются в твердой основе, в субстрате.

К бентосу относятся: различные моллюски, губки, кораллы, многие ракообразные, черви, иглокожие, некоторые простейшие (например, донные фораминиферы). Из растений к бентосу относятся зеленые, синезеленые, красные и бурые водоросли, а также высшие растения — «морская трава» (например, зостера, талласия). Дно и донные грунты населены также многими видами бактерий.

Многие организмы бентоса ведут прикрепленный образ жизни – водоросли, губки, кораллы, моллюски (двустворки и гастроподы). Другие передвигаются по дну, более, или менее часто меняя место своего обитания — иглокожие, ракообразные, некоторые моллюски. Третьи живут в морском грунте, закапываясь в донные отложения или высверливая себе жилища и ходы в коренных породах. Нередко на самих обитателях бентоса поселяются также бентальные организмы и таким образом, создается своеобразная «многоэтажность» населения. Среди, организмов бентоса, часты явления симбиоза. Например, рифообразующие кораллы находятся в симбиозе с одноклеточной зеленой водорослью Zooxantella (обитает в гастральной полости кораллового полипа).

Плейстон объединяет ряд полуподводных животных форм. Часть их тела находится над поверхностью воды, другая часть – под водой. Это достигается присутствием воздуха в специальных органах (например, в плавательных пузырьках). К плейстону относятся сифонофоры, в том числе знаменитая очень опасная физалия. Плейстонные организмы передвигаются при помощи «паруса», выступающей надводной части тела, который улавливает движения воздуха. Обычно на сифонофорах поселяются различные рачки, некоторые гастроподы. Эти «пассажиры» не только живут на плейстонных организмах и перемещаются вместе с ними, но и используют их как источник питания (питаются различными частями их тела).

Кроме плейстона выделяются еще две немногочисленные группы:

• нейстон: организмы, обитающие на поверхностной пленке воды;

• гипонейстон: организмы, обитающие непосредственно под этой пленкой.

3. Основные этапы истории палеонтологии. Палеонтология как самостоятельная наука оформилась в начале 19 века. К этому времени накопилось много работ по описанию окаменевших остатков организмов, которые находили, разрабатывая полезные ископаемые, а также во время строительства каналов, тун­нелей, железных дорог и т. д. На первом этапе развития палеонтология была наукой описатель­ной. В естествознании в это время господствовали идеи К. Линнея о неизменяемости видов. Он говорил, что видов животных и растений на Земле столько, сколько их создано творцом. Эти идеи продержались в науке до появления работ английского ученого Ч. Дарвина. Путешествуя в течение пяти лет в качестве нату­ралиста на корабле «Бигль», он изучал органический мир материков и океанов. Результатом его наблюдений явился целый ряд очень круп­ных работ, в том числе и работа «Происхождение видов» (1859 г.). Ч. Дарвин сумел доказать, что органический мир Земли не оставался неизменным, что организмы развивались от более простых, низкоорга­низованных, форм ко все более высокоорганизованным и что современ­ные растения и животные появились в результате постепенного изме­нения и развития древних организмов. Он показал также, что главной причиной этих изменений было изменение условий, в которых жили организмы. Эти идеи эволюционного развития органического мира Зем­ли некоторые ученые развивали еще до Дарвина. У нас в России их развивал К. Ф. Рулье, во Франции Ж. Сент-Илер, Б. Ламарк и др. Но только после появления работ Ч. Дарвина естествознание, в том числе и палеонтология, получили эволюционное направление. Теперь палеонтологи стремились выявить родственные отношения между орга­низмами и их происхождение. Первым русским ученым, применившим теорию Ч. Дарвина и развивавшим ее, был В. О. Ковалевский. Его считают основоположником эволюционной палеонтологии. Однако выявление путей эволюционного развития организмов и их происхождения оказалось невозможным без изучения среды оби­тания организмов и тех приспособлений, которые вырабатываются у них в связи с изменениями этой среды. Так у палеонтологии и у есте­ствознания появляется экологическое (* Экология (эко-дом, место обитания) - наука, которая изучает связь орга­низмов со средой обитания и приспособление организмов к этой среде.) направление, и палеонтология сближается с литологией и фациальным анализом, которые тоже изу­чают среду обитания организмов, но с другой точки зрения — как среду осадкообразования. На этом этапе развития палеонтологическая наука находится в настоящее время. В своем развитии палеонтология очень тесно связана с развитием науки о пластах горных пород — стратиграфией, которая в свою оче­редь развивалась в тесной связи с горным делом и другими науками геологического цикла. Таким образом, палеонтология зародилась и развивалась как часть геологии. Это соотношение сохранилось до на­ших дней.

4. Биосфе́ра — оболочка Земли, заселённая живыми организмами, находящаяся под их воздействием и занятая продуктами их жизнедеятельности; глобальная экосистема Земли.. Биосфера начала формироваться не позднее, чем 3,8 млрд. лет назад, когда на нашей планете стали зарождаться первые организмы. Она проникает во всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы, то есть населяет экосферу. Биосфера представляет собой совокупность всех живых организмов. В ней обитает более 3 000 000 видов растений, животных, грибов и бактерий. Французский учёный-естествоиспытатель Жан Батист Ламарк в начале XIX в. впервые предложил по сути дела концепцию биосферы. Целостное учение о биосфере создал биогеохимик и философ В. И. Вернадский. Он впервые отвёл живым организмам роль главнейшей преобразующей силы планеты Земля, учитывая их деятельность не только в настоящее время, но и в прошлом.

Органический мир, совокупность живых существ - организмов, населяющих биосферу Земли. Органический мир слагается из микроорганизмов, растений, животных и человека. Отдельные компоненты Органический мир в процессе жизнедеятельности тесно взаимодействуют между собой и с телами неорганической (косной) природы.

Мир живых существ насчитывает более 2 млн. видов. Со времен Аристотеля господствовало традиционное разделение живого на два царства – животных и растения. В настоящее время принято подразделять мир живых существ на два надцарства: безъядерные или прокариоты (Procaryota), и ядерные или эукариоты (Eucaryota).

Прокариоты или доядерные — одноклеточные живые организмы, не обладающие оформленным клеточным ядром и другими внутренними мембранными органоидами. ---- -Отсутствие четко оформленного ядра

-Наличие жгутиков, плазмид и газовых вакуолей

-Структуры, в которых происходит фотосинтез

Прокариоты обладают широким спектром типов питания и метаболизма при изобилии переходных форм. Среди прокариот выделяют царства архебактерий и собственно бактерий.

Эукарио́ты, или Я́дерные — домен (надцарство) живых организмов, клетки которых содержат ядра.

Эукариот чаще всего подразделяют на три царства: растений (Vegetabilia, или Plantae), животных (Animalia, или Zoa) и грибов (Mycetalia, Fungi). Животные и грибы относятся к гетеротрофным организмам, питающимся готовыми органическими веществами, но первые преимущественно питаются другими организмами или их остатками, а грибы впитывают растворенные органические вещества. Большинство же растений – автотрофы, создающие органические вещества в процессе фотосинтеза.

Доклеточные формы живого - вирусы, иногда выделяют в империю Noncellulata, противопоставляя их империи клеточных (Cellulata). Вирусы - неклеточные формы жизни, способные проникать в живые клетки и размножаться только внутри этих клеток.

5. Проблемы неполноты геологической и палеонтологической летописи. ПАЛЕОНТОЛОГИЧЕСКАЯ ЛЕТОПИСЬ - документированная история развития органического

мира, воспроизводимая по ископаемым остаткам организмов и следам их жизнедеятельности. Палеонтологическая летопись даёт возможность восстанавливать историческое развитие различных групп организмов: их родственные отношения, миграции, динамику ареалов, время появления и исчезновения из палеонтологической летописи.

Неполнота палеонтологической летописи - отсутствие среди ископаемых остатков органического мира прошлых геологических эпох ряда промежуточных организмов, вследствие чего мы не можем проследить непрерывную цепь его развития. Неполнота палеонтологической летописи является результатом: а) неблагоприятных условий захоронения организмов, когда они после смерти уничтожались нацело; б) последующего уничтожения ископаемых остатков под действием метаморфизма пород.; в) разрушения процессами денудации в прошлом пород, содержавших органические остатки; г) недостаточной еще изученности ископаемых остатков организмов и т. д. трудность восстановления родословного дерева животного и растительного царства.

палеонтологии принято говорить не о времени возникновения или вымирания организмов, а свидетельствовать о времени первого и последнего появления таксона в палеонтологической летописи. Некоторые группы организмов, известные из древних отложений, с большим перерывом появляются в более молодых отложениях. В этом также проявляется неполнота палеонтологической летописи, что объясняется различными причинами. Отдельные группы организмов сохраняются в ископаемом состоянии лучше, чем другие, благодаря особенностям строения их скелета. Так, птицы встречаются в ископаемом состоянии несравнимо реже, чем млекопитающие, которые имеют более прочные кости и очень крепкие зубы. В связи с этим неполнота палеонтологической летописи по птицам существенно выше, чем по млекопитающим. В ископаемом состоянии чаще находят остатки наземных животных, обитавших в открытых ландшафтах и у воды, чем живших в лесах. Поэтому неполнота палеонтологической летописи по лесным группам организмов очень велика. Морские животные сохраняются, как правило, в ископаемом состоянии в больших количествах и в последовательных сериях отложений, чем наземные. Огромные перерывы в палеонтологической летописи связаны с уничтожением осадочных отложений и вместе с ними остатков, вероятно, захороненных в них организмов трансгрессиями морей и океанов или двигавшимися ледниками. В своих исследованиях учёные учитывают неполноту палеонтологической летописи, из-за которой полная картина исторического развития многих групп организмов не может быть восстановлена.

6. Ископаемые. Определение понятия, различные виды сохранности остатков организмов в ископаемом состоянии.

Объектами палеонтологических исследований являются любые ископаемые биологического происхождения. К ним относятся не только сами организмы, но и биогеохимические компоненты, возникшие в биосферах прошлого при участии организмов. Для всех них широко используют термины «органические остатки», «ископаемые», «окаменелости» и «фоссилии». Процессы преобразования погибших организмов в ископаемые называют фоссилизацией. После гибели организма в первую очередь разрушаются мягкие ткани, затем начинается заполнение пустот скелета вмещающим осадком или минеральными соединениями. При фоссилизации скелеты подвергаются перекристаллизации, приводящей к более устойчивым минеральным модификациям. Например, арагонитовые раковины преобразуются в кальцитовые. Нередки случаи минерализации, когда первичный химический состав скелета изменяется.

Растения при фоссилизации обычно разрушаются полностью. Чаще всего от растений сохраняются обугленные остатки листьев, листоподобных образований, стеблей, стволов, корней, семян, плодов, шишек, спор и пыльцы. В процессе фоссилизации первичные растительные ткани могут разрушаться полностью, и тогда остаются отпечатки и ядра. Нередко при фоссилизации растительные ткани замещаются различными минеральными соединениями. В зависимости от полноты сохранности и своеобразия остатков выделяют следующие категории ископаемых: субфоссилии(не только скелет, но и слабоизмененные мягкие ткани), эуфоссилии(целыми скелетами или фрагментами скелетов), ихнофоссилии(следами жизнедеятельности),копрофоссилии(продуктов жизнедеятельности), хемофоссилии(органические ископаемые молекулы бактериального, цианобионтного, растительного и животного происхождения).

1. Во влажной кислой почве, содержащей воздух, растворяются все костные остатки.

2. Во влажной щелочной почве кости остаются в сохранности. Этот череп может стать окаменелостью.

3. В сухой щелочной почве одна часть вещества кости замещается, а другая сохраняется, образуя полуокаменелости (субфоссилии).

4. Во влажной кислой почве, лишенной доступа воздуха, сохраняются не только кости, но и мягкие ткани организма.

7.Простейшие. Простейшие (Protozoa), тип одноклеточных животных из группы эукариотов. П. отличаются от всех других эукариотов, относимых к многоклеточным, тем, что их организм состоит из одной клетки, т. е. высший уровень организации у них клеточный.Содержимое клетки – цитоплазма – заключает ядро, вакуоли, митохондрии. Эктоплазма – внешняя часть цитоплазмы, эндоплазма – внутренняя. Почти все П. ? микроскопических размеров. Способ питания – фито- и зоофаги. Функции выполняют органоиды.

Тип Акантария радиальный скелет, есть иглы, перекладины, формируются капсулы. Тип Жгутиковые: органиоды движения – жгутики. Тип Инфузории: органоиды движения – реснички. Возникли от жгутиковых

Тип Саркодовые: органоиды движения – ложноножки(+захват пищи, переваривание, построение скелета)

Корненожки(без опорной нити) – Amoebina и Foraminifera. Лученожки(внутренняя плазматическая нить) – Radiolaria и Helioza. Обитают преимущ в морях. Бентос, планктон.

8.Форамениферы. Сохраняются в ископаемом сост, в отл от других саркодовых.

Форамениферы: бентос и планктон, морские, в основном, раковина имеет отверстие, есть псевдоподии(много – ретикулоподии), бесполый и половой способ размножения, чередование полового и бесполого поколений. Эктоплазма – плёнка- снаружи раковины, эндоплазма – внутри. Раковины: секреционные – образуются эктоплазмой клетки(известковый), агглютинированные – из посторонних частиц, скреплённых цементом. По числу камер: одно-, двух-, многокамерные. Спирально-плоскостные(эволютные, инвалютные, монетовидные, линзовидные, шаровидные, веретеновидные) , спирально-конические, спирально-винтовые. Отряды: Allogromiida, Astrorhizida, Ammodiscida, Lituolida, Trochamminida, Palaeotextularia, Textulariida, Ataxophragmiida, Endothyrida, Fusulinida, Lagenida, Miliolida, Rotaliida, Buliminida, Globagerinida, Heyerohelicida, Nummulitida. Образ жизни: обитают в морях на всех глубинах и широтах. Бентос свободнолежащий, пожвижный, прикреплённый. Глобагерины – планктонный. Породообразующая роль: агглютинир – рабдаминовые пески(Astrorhizida). Известняки: швагериновые, фузулиновые, нуммулитовые. Геологическая история: с докембрия Allogromiida , Astrorhizida, Ammodiscida. В карбоне появляются секреционные известковые. Fusulinida(С-Р). Мезозой – появление Текстулярила, Юра – Глобагеринида, Нуммулятида. Геологическое значение:одна из основных групп, исп. В биостратиграфии при создании зональных схем. Восстанавливают колебания климата, показатель глубины и солёности.