Зміна фізико-географічних умов в зв`язку з еволюцією живих організмів
Відео: Михайло Васильович Попов відповідає на питання, частина третя
Дуже багато причин впливає на умови життя морських організмів і в різному ступені вони можуть пристосовуватися до змін середовища. Саме тому дослідження залишків організмів дуже важливо при генетичному аналізі, але вимагає досить обережного їх використання для правильного судження про середовище, в якій ці організми жили.
В сучасних опадах відносно легко можна пояснити причини тих чи інших особливостей зустрінутого на морському дні біоценозу, оскільки умови сучасного безпекового середовища проживання піддаються безпосередньому спостереженню. При зверненні до викопних органічних залишках положення істотно змінюється, так як доводиться відновлювати їх середовище проживання.
У загальних рисах багата і різноманітна викопна фауна свідчить про море нормальної солоності, незначній глибині його і рясному надходженні поживних речовин. При зміні будь-якого з цих показників фауна, як правило, стає біднішим. Крім того, погіршення умов проживання внаслідок зміни інших факторів, наприклад збільшення каламутності води, порушення нормального газового режиму, може привести також до збіднення ф.ауни. Тому необхідно ретельне дослідження всього біоценозу, обов`язково дослідження літологічних ознак порід, що вміщають фауну, а також вивчення покривають і підстилаючих відкладень для отримання надійних і обгрунтованих висновків.
Іноді залишки організмів знаходять навіть в вулканічних лавах- і тут вони також дають цінні вказівки на деталі умов формування укладають їх порід.
Генетичне значення найбільш поширених груп викопних організмів. Рослини. Залишки рослинного походження зустрічаються в осадових породах головним чином в чотирьох формах: у вигляді твердих горючих копалин (горючі сланці і вугілля) - скупчення залишків колоніальних вапняних водорослей- скупчення вапняних і крем`яних панцирів одноклітинних планктонних водорослей- обвуглених і літіфіціро-ванних обривків рослинних тканин.
Видовий склад організмів. Отримані дані за видовим складом організмів важливі для визначення стратиграфического положення досліджуваних слоев- вони допомагають також з`ясування умов накопичення опадів. Дуже істотно при цьому не обмежуватися визначеннями видового (або родового) складу, а оцінювати кількісні співвідношення між окремими групами організмів. Подібне вивчення дозволяє виявити копалини біоценози. Однак тут дослідник зустрічається з певними труднощами. Справа в тому, що далеко не завжди органічні залишки, що зустрічаються в породі спільно, обов`язково належать одному біоценозу. Залишки організмів на дні можуть бути різного походження: 1) організми, які жили в даному місці і входили, отже, в біоценоз- 2) залишки організмів, які вели планктонний або свободноплавающий спосіб життя і потрапили сюди після смерті, іноді такі організми можуть навіть переважати, наприклад, в сучасних глобигеринового илах або в викопному письмовому мелу- 3) на дно залишки організмів можуть зноситися донними течіями, а також суспензійними (мутьевимі) потоками з інших батіметріческіх зон, так залишки шельфових організмів можуть п падати в глибоководні осадкі- 4) на дно можуть потрапляти залишки наземних організмів, принесені з прилеглої суші-5) органічні залишки можуть потрапити з розмитих при абразії давніших порід, що складають берег (рис. 82).
Нарешті, доводиться рахуватися і з тим, що організми, які жили на дні у великій кількості, але не мали твердого скелета, могли зовсім не зберегтися у викопному стані, наприклад, багато черв`яки і інші ілоядние організми, а також рослини без вапняного скелета. Про їх присутність доводиться судити за непрямими ознаками: по слідах норок і ходів в мулі, відбитками па поверхні шарів і т. Д. Лише в винятково сприятливих умовах в викопному стані знаходять залишки м`яких тканин організмів (знамениті знахідки Уолкота відбитків медуз і інших м`якотілих організмів з кембрійських глинистих породах в Північній Америці).
Кількість органічних залишків. Цей показник має генетичне значення, однак необхідно мати на увазі, що спостерігається зараз в породі кількість органічних залишків не обов`язково відповідає їх початкового змісту в осаді. При доступі кисню на дно навіть тверді скелетні частини могли розпастися і не зберегтися у викопному стані.
Багата і різноманітна фауна свідчить про нормальну морської солоності і про сприятливу для життя обстановке- навпаки, одноманітна фауна, представлена хоча б величезною кількістю примірників, говорить про відхилення солоності або газового режиму від норми. Таким чином, кількісну оцінку вмісту органічних залишків потрібно обов`язково поєднувати з їх якісним визначенням.
Розподіл органічних залишків в породі також має генетичне значення. Органічні залишки можуть бути розподілені більш-менш рівномірно, що є, втім, досить рідкісним случаем- можуть бути переважно або виключно приурочені до певних прослоям- можуть бути включені в конкреції і перебувати в певних ділянках породи, на перший погляд не відрізняються від тих, що оточують її частин і т. д. Фауна різного складу може бути приурочена до різних прошарками, а може зустрічатися і спільно. Всі ці особливості пов`язані з умовами життя і умовами накопичення вміщають їх опадів. Приуроченість органічних залишків до певних прошарками свідчить про моментах існування особливо сприятливих умов для розвитку організмів. У сучасному фазеоліновом мулу Чорного моря, наприклад, зустрічаються масові скупчення раковин Modiola phaseolina. Вони приурочені до верствам, отложившимся в ті відрізки часу, коли рівень сірководневого зараження по-ніжа і на мулу могли селитися донні молюски.
Приуроченість органічних залишків до конкрецій швидше пов`язана не з особливостями розселення організмів на дні, а з умовами їх збереження у викопному стані. Добре Через Вестн, наприклад, прекрасна збереження викопних рослин в так званих «вапняних нирках» вугленосних товщ. В інших випадках не виключена можливість того, що нерівномірно розподілені на дні організми з`явилися центрами конкреції-освіти, яке, таким чином, проявило первинну нерівномірність розподілу життя на дні водойми.
Збереження органічних залишків є наступним суттєвою ознакою. Тут мають місце різні співвідношення: від прекрасно збережених залишків до скупчення битих раковин, викинутих хвилями на берег і нерідко перетертих до тонкого порошка- іноді в одному шарі можна зустріти все ступеня збереження залишків. Подібні співвідношення спостерігаються і в сучасну епоху: буквально поруч розташовуються колонії живих організмів і скупчення їх уламків.
Уважні дослідження дозволяють іноді виявити органічні залишки і притому доброму стані там, де тривалий час їх не знаходили. Так, в деяких горизонтах палеогенових пісків України довго не вдавалося виявити органічних залишків доброму стані і це викликало навіть сумніви в морському походження цих відкладень. Нарешті, І. Н. Ремізов (1956) виявив в пісках полтавського ярусу багату фауну морських пластінчатожаберних молюсків. Справа в тому, що ці піски пухкі й сипучі, а фауна в них з ніжними тонкими раковинами. У відслоненнях, де піски обсипаються, раковини розвалюються. Для того щоб їх виявити, потрібна непорушення поверхню піску, а для того щоб цю фауну до-бути, необхідно закріпити пісок клеєм. Після цього вдається отримати раковини прекрасної схоронності. Це дозволило вирішити питання про походження пісків. Так як перевідкладення тендітних раковин, що зустрічаються тут у великій кількості, виключено, то, отже, піски ці морського походження.
Умови поховання. З`ясування умов поховання органічних залишків має встановити, чи відбувалося це в прижиттєвому положенні організмів, а якщо немає, то наскільки далеким був перенос. Крім того, підлягає з`ясуванню і то, в якому середовищі відбулося поховання. Іноді на ці питання вдається отримати досить певні відповіді.
У верхнедевонских відкладеннях Кузнецького басейну в Сибіру, згідно з дослідженнями Т. Н. Бєльського (1960), в деяких шарах вапняків є прекрасно збереглися колонії коралів Pachyphyllum, причому здебільшого вони лежать в породі перекинутими. Це ясно свідчить про рухливості води, здатної перекинути масивну, важку колонію. В інших шарах тих же верхнедевонских відкладень зустрічаються великі і масивні раковини брахіопод. У деяких з них збереглися обидві стулки. Такі раковини завжди звернені замком в одну сторону - до грунту шару. Це свідчить про те, що раковини поховані в прижиттєвому положенні, причому жили вони полузарившісь замковим .краем в мул, а назовні виставляли розкриті кінці стулок. Якщо такі співвідношення спостерігаються в сильно дислокованих товщах, то орієнтування раковин дозволяє вирішити питання про те, де знаходиться грунт, а де покрівля шарів.
Сліди життєдіяльності організмів. Крім залишків організмів, в породах зберігаються різноманітні сліди їх життєдіяльності. Іноді ці сліди виявляються єдиним доказом того, що тут було життя. Так виходить, коли залишки організмів не збереглися або тому, що у них не було твердого скелета, або вони цілком розкладені, або, нарешті, тому, що донні організми знищені іншими тваринами. У всіх таких випадках про наявність колишньої життя доводиться судити по різним структурним і текстурованим ознаками в породах: слідах повзання, відбитками ніг і ін.
Організми можуть змінити раніше виникла слоистость і можуть повністю її знищити. Найчастіше це пов`язано з роботою илоедов і зариваються в мул тварин. Зустрічаються ці текстури в різноманітних відкладеннях, але особливо вони характерні для морських і пов`язаних з ними відкладень заток і лагун. Такі текстури представлені ходами округлого поперечного перерізу, більш-менш довгими, вигнутими, гіллястими, іноді короткими, іноді (рідко!) Пересічними. Іноді ходи проникають в породу на значну глибину, іноді представляють короткі норки. Всі ходи виконані або переробленим матеріалом вміщає породи (у илоедов), або породою з вищого шару (зазвичай у тварин, свердла нори).
Між ходами може зберегтися непорушення первісна слоистость осаду.
Сліди нерідко виявляються тільки після просочування породи різними рідинами, які проявляють мало помітну структурну і текстурну неоднорідність породи. У письмовому крейди, наприклад, уявній в свіжому зламі цілком однорідним, Г. І. Бушинський (1954) вдалося виявити подібні текстури, просочуючи його машинним маслом.
Крім илоедов, первинна слоистость порушується і багатьма іншими повзаючими, плаваючими у дна і зариваються в мул організмами, які іноді так сильно перемішують осад, що порода стає грудкуватої і в ній не залишається навіть слідів початкової шаруватості.
Рослини, пронизуючи своїм корінням опади, також можуть знищити первісну текстуру і надати породі глевкість. Остання особливо характерна для грунтів вугільних пластів. У Донецькому басейні породи з такою текстурою отримали назву «кучерявчіка».
На породах, підстилаючих трансгресивного серію опадів, крім слідів шліфування їх поверхні і інших ознак абразионного діяльності, іноді можна бачити сліди сверлений організмів, які ховалися від ворогів в твердому грунті. Такі, наприклад, численні норки викопних молюсків в шарах, що підстилають поверхні перерв в палеогенових і крейдових відкладеннях ряду районів Середньої Азії. Моменти обміління (і безпосередній близькості берегової лінії) в крейдяних і палеогенових відкладеннях Середньої Азії часто бувають відзначені масовими скупченнями нор десятиногих ракоподібних (Геккер і ін., 1962). Цікаво, що ретельні спостереження іноді дозволяють помітити на стінках цих норок борозенки від колишній раків.
Наземні хребетні іноді залишають сліди ніг на м`якій поверхні грунту. У сприятливих випадках такі сліди переходять в викопне стан. Відбитки ніг динозаврів (?) Відомі в Грузинської РСР, в околицях Кутаїсі. Нещодавно про-дуть виявлені сліди кам`яновугільних плазунів в гірських виробках шахт Джезказганского мідного рудника в Казахстані. Крім відбитків ніг хребетних, зустрічаються і різноманітні сліди повзання безхребетних організмів. Дуже мно-гочісленни сліди ссавців і птахів в деяких шарах карпатського флішу (В`ялов, 1964).
На сліди життя слід звертати увагу і в тих випадках, коли в породі багато залишків самих організмів, так як ці спостереження дозволяють помітити особливості життя, про які по самим органічним залишкам судити не можна.
Відзначимо, нарешті, що при оцінці генетичного значення органічних залишків і слідів життєдіяльності мають значення не тільки залишки організмів, які присутні в даних отложеніях- необхідно брати до уваги і те, яких організмів в даному біоценозі або у всьому вивченому басейні немає. Так, детальні палеоекологіческіе дослідження в палеогені Фергани показали, що там, незважаючи на досить багатий і різноманітний біоценоз, тільки зрідка трапляються морські їжаки і корали, а нуммулитов, нлеченогіх і головоногих молюсків немає зовсім. Це стало в поєднанні з іншими ознаками підставою для припущення, що води Ферганського палеогенового моря не мали на відповідні моменти нормальної солоністю (Геккер, 1957).
Детрітовие вапняки. При вивченні структур дет-рітов вапняків важливо встановити, чи залежить розмір уламків від приналежності до певної групи організмів або розмір їх визначається тільки сортуванням матеріалу. У першому випадку можна припустити, що органічні залишки захоронялись майже на місці проживання, в другому - що вони принесені.
Якщо органічні залишки присутні в уламкової породі, треба зіставити їх розмір з розміром теригенних зерен. Якщо величини тих і інших близькі, то можна вважати, що раковини детрит приносився разом з терригенним матеріалом, якщо розміри у них різні, то можна вважати, що органічні залишки є місцевими. Роблячи такі висновки, треба, однак, брати до уваги, що питома вага пористих раковин менше, ніж у інших уламків, а тому і більш великі уламки раковин можуть відкладатися разом з більш дрібними мінеральними зернами. Зазначене вище висновок буде правильним тільки в разі значної різниці в розмірах уламків раковин і мінеральних зерен.
Певне значення має форма уламків раковин. З`ясувавши, чи маємо ми справу з цілими, слабо пошкодженими або з сильно роздробленими скелетними залишками, а також окатани вони і який ступінь окатанности, можна зробити висновок про те, дробилися раковини механічним шляхом або перетирали щелепами ілоядних організмів, а також випробували вони перенесення і наскільки він був тривалим. У тих випадках коли спостерігається суміш непошкоджених раковин і несортоване черепашкової детриту, можна припустити, що останній утворився не стільки в результаті механічної дії хвиль, скільки завдяки діяльності илоедов і хижаків. Якщо ж ми маємо справу з сортувати і до того ж обкатаним детритом, можна думати, що він вийшов чисто механічним шляхом.
