6. Методи абсолютної хронології.

З методів визначення абсолютного віку найбільш широко застосовуються так називані радіометричні методи датування, засновані на сталості швидкості розпаду радіоактивних ізотопів.

Поки речовина перебуває в рідкому стані (рідка магма, наприклад) її хімічний склад мінливий: відбувається перемішування, дифузія, багато компонентів можуть випаровуватися тощо. Але коли мінерал стає твердим, він починає поводитися як відносно замкнена система. Це означає, що присутні в ньому радіоактивні ізотопи не вимиваються й не випаровуються з нього, і зменшення їхньої кількості відбувається тільки за рахунок розпаду, що йде з відомою сталою швидкістю. Всі продукти розпаду в ідеалі теж залишаються усередині мінералу. На жаль, такий «ідеал» зустрічається в природі не набагато частіше, ніж ідеальний газ або абсолютно чорні тіла.

Якщо в новоутвореній гірській породі від самого початку не було атомів — продуктів розпаду даного ізотопу (або якщо нам відомо, скільки їх там було); якщо атоми ізотопу й продукти його розпаду, що утворюються, дійсно не вимивалися, не випаровувались і не впроваджувалися ззовні, то ми дійсно можемо дуже точно визначити вік породи, вимірявши співвідношення мас ізотопу і його продуктів. Знати початковий зміст ізотопу в породі для цього не потрібно. Наприклад, якщо в породі виявлене співвідношення ізотопу й продуктів його розпаду 1:1, а період напіврозпаду ізотопу дорівнює 1 млн років, і якщо ми маємо підстави думати, що початково продуктів розпаду в породі не було, виходить, що ця порода утворилася 1 млн років тому.

Кожен з радіометричних методів має свої переваги і недоліки. Наприклад, недоліком уран-свинцевого методу є те, що мінерали з досить високим вмістом урану рідко зустрічаються; недоліком калій-аргонового — висока ймовірність витоку аргону, що утворюється, із вже затверділого мінералу

7. Правило Стенона (основний принцип палеонтології). Кожен шар, що залягає нижче, є більш древнім, ніж той, що залягає вище.

Відносна геохронологія полягає у визначенні відносного віку гірських порід, що дає уявлення про те, які відкладення в земній корі є більше молодими і які більше древніми, без оцінки тривалості часу, що пройшов з моменту їхнього утворення. Для визначення відносного віку шаруватих осадових і пірокластичних порід, а також вулканічних порід (лав) широко застосовується принцип послідовності нашарування (закон Стенона, згідно з яким кожен шар, що залягає вище (при непорушеній послідовності залягання шаруватих гірських порід) є молодшим за шар, що лежить нижче). Відносний вік інтрузивних порід й інших нешаруватих геологічних утворень визначається співвідношенням з товщами шаруватих гірських порід. Пошарове розчленовування геологічного розрізу, тобто встановлення послідовності нашарування його складових порід, становить стратиграфію даного району. Для порівняння стратиграфії віддалених одне від одної територій (районів, країн, материків) і встановлення в них товщ близького віку використовується палеонтологічний метод, заснований на вивченні скам΄янілих залишків відмерлих тварин і рослин (морських раковин, відбитків листя), що залишилися в пластах гірських порід

Зіставлення скам'янілостей різних шарів дозволило встановити процес необоротного розвитку органічного свыту й виділити в геологічній історії Землі ряд етапів із властивим кожному з них комплексом тварин і рослин. Виходячи із цього, подібність флори й фауни в шарах осадових порід може свідчити про одночасність утворення цих шарів, тобто про їх однаковий вік.

8. Принцип Гекслі (закон фауністичних і флористичних асоціацій). Шари, що містять викопні залишки одних і тих самих видів тварин і рослин, утворилися одночасно.

Керівні копалини - залишки вимерлих організмів (скам'янілості), найбільш типові для осадових товщ певного геологічного віку. Для керівних копалин характерне широке географічне поширення при обмеженому (вузькому) вертикальному поширенні (тобто швидка зміна викопних видів у часі від шару до шару) і специфічні особливості в будові кістяка, що дозволяють легко розрізняти ці організми.

Вимоги до керівних копалин наступні:

1. Вони повинні мати швидку еволюцію (до 10 - 30 млн. років) ;

2. Невелике вертикальне й широке горизонтальне поширення;

3. Характерні риси;

4. Вони мають добре зберігатися;

5. Вони мають часто зустрічатися.

Приклади: безхребетні, археоціати, корали, брахіоподи, амоніти, белемніти, пластинчасто-зяброві й ін.

9. Методи сучасної систематики та еволюціонізм.

Еволюціонізм - система поглядів у вивченні історії життя, що передбачає загальний поступовий (упорядкований) і закономірний (послідовний) розвиток. Основний принцип - розвиток складних організмів з більш простих із часом – передбачає описання динаміки змін, що відбуваються в часі, і визначення причин, що до них призводять.

Методи сучасної систематики.

Відомо, що завданням систематики - дисципліни, присвяченої класифікації організмів, - є створення їх природної філогенетичної системи. Тому з'ясування систематичного положення тієї або іншої форми щодо інших форм завжди пов'язане з вирішенням еволюційних проблем відновлення генеалогії, шляхів еволюційного розвитку порівнюваних груп.

Перехідні форми. Незважаючи на те, що між великими природними групами тварин, рослин і мікроорганізмів, як правило, існують глибокі розриви, викликані відмиранням проміжних форм, у ряді випадків ми виявляємо перехідні форми. Існування форм, що суміщають у своїй будові ознаки різних типів організації й тому займаючих проміжне систематичне положення, визначається загальним спорідненням організмів. При такій спорідненості між окремими великими гілками дерева життя, що далеко відійшли одне від одного, можуть існувати дрібні гілки, що носять проміжний характер.

Одним із прикладів перехідних форм між оболочниками (найбільш примітивною групою хордових) і хребетними тваринами служить рід ланцетників.

Мікросистематика. Починаючи із класичних робіт Семенова-Тян-Шанского у випадку добре вивчених груп видів виникала можливість виявлення їхньої внутрішньовидової структури - підвидів, рас й інших угруповань (мікросистематика). Таке вивчення має важливе значення для розуміння особливостей мікроеволюції. Зараз ясно, що в системі виду можуть існувати складні ієрархічні взаємини популяцій і їхніх груп.

При цьому виявлення справжнього філогенетичного споріднення таких угруповань, необхідне для визначення внутрішньовидових таксономічних категорій, виявляється в той же самий час і відновленням їхнього мікрофілогенезу - шляхів історичного розвитку окремих частин видового населення й виду в цілому.

10. Рудименти – органи, недорозвинені чи спрощені у певних видів, порівняно з подібними утворами предкових форм унаслідок втрати своїх функцій протягом філогенезу. Вони нормально закладаються у ході ембріонального розвитку, але потім їхній розвиток припиняється і вони залишаються у недорозвиненому стані. Ці органи або взагалі не виконують жодних функцій (напр., мигальна перетинка ока людини), або ж беруть на себе нові функції (напр., дзижчальця – рудиментарна друга пара крил двокрилих комах – втратила функцію польоту, але забезпечує рівновагу під час польоту). Вони притаманні всім особинам певного виду, наприклад, залишки тазового поясу у китів, очі тварин, що мешкають в умовах слабкого освітлення (ґрунту – кріт, сумчастий кріт; печер – протей; багато глибоководних тварин). Апендикс, вушні м’язи та хвостові хребці – рудиментарні органи людини. У рослин: у верблюжої колючки рудименти листків помітні у вигляді лусочок, у квіток злакових оцвітина редукована до лускоподібних утворів. Допомагають встановити родинні зв’язки між організмами (напр. наявність рудиментів тазового поясу у китів та дельфінів свідчить про їхнє походження від наземних чотириногих предків, що мали добре розвинені кінцівки).

11. Атавізми – (від лат. atavus – предок) прояв у окремих представників виду рис, притаманних їхнім предкам. Не несуть яких-небудь спеціальних функцій, важливих для виду. Напр. у людини – наявність хвоста, густого волосся на всьому тілі, багатососковість. У безногих ящірок (веретільниця) інколи помітні недорозвинені кінцівки. Допомагають встановити родинні зв’язки між організмами.

12. Гомологічні органи (гомології) – відповідність загального плану будови органів різних видів, зумовлена їхнім спільним походженням. (Органи з загальним планом будови, що розвиваються із подібних зачатків, знаходяться в подібному співвідношенні з іншими органами і виконують як схожі, так і різні функції). Часто внаслідок адаптації до тих чи інших умов існування гомологічні органи значно різняться між собою і їхню гомологію можна встановити, лише дослідивши онтогенез тощо. Приклади гомологічних органів у тварин – передні кінцівки (нога, крило, рука тощо) різних наземних чи вторинноводних (ласти) хребетних, які виникли від грудних плавців кистеперих риб; у рослин – це корінь та його видозміни (коренеплід, коренева бульба тощо). Встановлення гомології органів дозволяє зробити висновок про родинні зв’язки досліджуваних організмів.

13. Аналогічні органи (аналогії) – це схожі за будовою органи, які мають різне походження, але виконують однакові функції. У тварин: крила птахів і комах, зябра риб, молюсків і ракоподібних, риючі кінцівки у крота і капустянки; у рослин – колючки, які є стеблового (глід) чи листкового (барбарис, кактуси) походження, бульби (видозміна пагона) та коренебульби (видозміна кореня) тощо. Для встановлення родинних зв’язків і виявлення шляхів еволюції досліджуваних груп ці органи не мають значення.