Доклад "Палеоэкология" для выступления на Поволжской экологической конференции

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Кибячинская основная общеобразовательная школа»

Пестречинского муниципального района Республики Татарстан

«Палеоэкология»

Подготовил: ученик 8 класса Матюшкин Эдуард Булатович.

Научный руководитель: учитель географии и биологии

Матюшкин Булат Семёнович.

2015 год

Содержание:

1. Вводная часть. Тема, цель, задачи и объект исследования ..……………….2

2. Основная часть. Методика и результаты исследования ..…………………..3

3. Заключительная часть. Выводы. Возможное практическое применение

работы ………………………………………………………………………….7

4. Литература …………………………………………………………………....10

5. Приложения …………………………………………………………………..11

Палеонтология (греч. palaios - древний; ontos - существо; logos - учение) интереснейшая из наук. Не зная прошлого, нельзя понять настоящее и нельзя узнать будущее. Всегда интересно заглянуть в прошлое, подержать в руках окаменелости, которым миллионы лет. Тем более если они добыты своими руками.

Палеоэкология (греч. palaios - древний; oikos - жилище, родина) раздел палеонтологии, изучающий образ жизни и условия обитания организмов геологического прошлого, взаимоотношения между организмами и средой их обитания и их изменения в процессе исторического развития жизни на Земле.

Объектами изучения Палеоэкологии являются остатки организмов (видов, популяций и сообществ), оставленные ими следы, особенности захоронения, а также горные породы, заключающие окаменелости. Вещественный состав пород, их структура, текстурные и геохимические характеристики позволяют восстановить многие особенности обстановки жизни древних организмов и их гибели. Основной метод восстановления образа жизни древних организмов — изучение строения их остатков; при этом удаётся частично восстановить условия обитания вымерших организмов. Более полно это может быть сделано при изучении всех других организмов, населявших рассматриваемую часть водоёма или суши, и при использовании геологических данных.

Восстанавливая условия обитания организмов прошлого и их образ жизни, палеоэкология даёт ценные сведения для других разделов палеонтологии, а также для геологии, помогая коррелировать отложения разных слоев, реконструировать условия осадконакопления и образования ряда полезных ископаемых. Поэтому палеоэкология и его предмет изучения всегда оставались актуальными. Редкие находки окаменелостей «Пермской флоры» делают эту исследовательскую работу ещё более ценным.

Так как наша исследовательская работа связана с Пермскими отложениями Палеозойской эры то и выбор темы, цель исследования, задачи, должны соответствовать конкретно этим отложениям, которые покрывают большую часть территории нашей республики.

Тема: «Реконструкция местных палеобиогеоценозов верхнего отдела Пермского периода».

Цель исследования: реконструкция смены палеобиогеоценозов верхнего отдела Пермского периода на основе анализа состава местных окаменелостей палеофлоры.

Задачи: 1) выявить наиболее перспективное место для ведения раскопок; 2) осуществить привязку на карте географического положения обнажения;

3) провести описание обнажения (породы, характер их залегания, цвет, мощность); 4) осуществить сбор окаменелостей и их определение; 5) сделать анализ собранного материала и провести реконструкцию палеобиогеоценозов.

Объект исследования: окаменелости палеофлоры с обнажения местного карьера известняка.

Методы исследования: Палеонтологический. Метод определения относительного возраста осадочных толщ Земной коры по сохранившимся в них ископаемых организмов. Он позволяет продуктивно изучать древнюю фауну, флору, биогеоценозы. Изучение палеонтологических обнажений начинается с предварительного осмотра и выявления предполагаемого места раскопок. Первый этап работы – зарисовка обнажения и фотографирование общего вида разреза и его частей. Следующим делом проводится его привязка на карте к стационарным объектам, таких как река, озеро. Далее проводятся собственно раскопки (обычно на месте, где был найден вывалившийся образец окаменелости). Для этого от почвы и растительности расчищается верхняя часть площадки - места планируемой раскопки. Раскопка ведется сверху вниз. При этом ведется описание, фотографирование и нумерация слоев и пачек слоев. При обнаружении окаменелостей они снабжаются этикеткой, номеруются и прикрепляются к слоям обнажения. Из каждого слоя отбирается как можно более полный палеонтологический материал, который дает возможность уточнить геологический возраст горных пород, и поможет разобраться условиями их образования. Данные по исследуемому обнажению заносятся в полевую книжку для дальнейшего обобщения, анализа, получения результатов и выводов.

Описание должно сопровождаться заполнением стратиграфической колонки обнажения, с указанием места отбора образцов. Таким образом, раскопки ведутся до коренных пород. По итогам работы с обнажения горных пород производится реконструкция палеобиогеоценозов.

Анализ источников и литературы: Основной литературой для исследовательской работы были следующие книги:

1. Силантьев В.В. и др. Геологические памятники природы Республики Татарстан «Акварель – Арт» 2007. – 296 с. Прекрасная книга выпущенная силами учёных Казанского государственного института. Книга посвящена геологическим памятникам природы Республики Татарстан – уникальным объектам геологического наследия мирового и регионального значения. В книге уделяется большое внимание истории и ученым казанской геологической школы. Рассмотрены памятники разных типов: стратиграфические, палеонтологические, геоморфологические и другие. Изложение материала сопровождается многочисленными иллюстрациями и дельным картографическим материалом. Книга рассчитана не только для ученых, но и для учителей и учеников средней школы. По книге можно довольно таки легко научиться работать по описанию геологических разрезов и обнажений. Книга была рекомендована О.П. Шиловским. В 2014 году вышла обновлённая, переизданная книга в твёрдом переплёте.

2. Хасанова Р.Р. Основы геологических знаний, Казань: «Магариф», 2001.

– 175 с. Учебное пособие для факультативных занятий в средней общеобразовательной школе. В книге кратко изложены современные представления об образовании Земли и её глубинном строении, охарактеризованы главные геологические процессы, приведены характеристики минералов, горных пород, даны рекомендации по созданию школьных геолого – минералогических музеев на местном геологическом материале. Особенно полезными были для нас такие разделы как: «Основы палеонтологии», «Образование ископаемых и их сохранность», «О чём рассказывают ископаемые остатки», «Составление экспозиции на основе геологического строения Татарстана», «Основные приёмы сбора горных пород, минералов и окаменелостей» и другие. Прекрасное пособие для начинающих геологов и палеонтологов.

3. Журнал «В мире науки» № 11 за 1983 год. Этот номер полностью посвящен геологии Земли. Здесь есть прекрасные статьи про палеонтологию. Прекрасный Американский научный журнал с хорошим переводом издательства «Мир».

Также большую помощь при работе нам оказали такие книги как:

4. Мейен С.В. Из историй растительных династий, М: «Наука», 1971. – 223 с. и

5. Наугольных С.В. Пермский период: местонахождения, флора и фауна. Пермь: Арт-Дизайн. 2013. – 178 с.

Ход работы:

1. Фотографирование общего вида и частей обнажения.

2. Определяем привязку. Объект – карьер по добыче известняка

(фото 1). Карьер находится на самом верху (на водоразделе) левого берега реки Сеинка, примерно в километре от села Кибячи в северо – западном направлении. Привязку также проводят и по карте местности.

3. Собственно раскопки:

4. Описание и заполнение стратиграфической колонки обнажения:

(полевая книжка).

Таблица № 1. Схема стратиграфической колонки (фрагмент):

Верхние слои до 1,5 метров состоящие из мелкоплитчатого известняка в плане окаменелостей оказались «немыми», то есть ничего не дали. Далее шел «плодородный» слой толщиной примерно от 45 до 65 сантиметров. Он обрадовал нас обилием и разнообразием окаменелостей. Возраст, которых составляет 230 - 250 миллионов лет. Рассмотрим этот слой подробнее:

Первыми были обнаружены отпечатки коры ствола первичного голосеменного растения, родственника современных сосен и елей (Pecopteris miltonii), которые начали появляться в конце Пермского периода (фото 2).

Побег хвойного растения (Signacularia noinskii.) (фото 3).

Четкий и красивый отпечаток коры хвойного растения. Скорее всего это (Lebachia sp.) (фото 4).

Отпечатки древесины голосеменных растений кониферофитов (фото 5).

Двусторонний отпечаток листа голосеменного растения Псигмофиллоида, который относится к Гинкговидным (фото 6). Единственным сохранившимся до наших дней видом этих растений является Гинкго Билоба.

Корневые системы голосеменных растений (фото 7 и 8).

Среди отпечатков голосеменных были обнаружены отпечатки листов (вайи) растения относящегося Папоротникообразным (Voltcia) (фото 9).

Ниже находились отпечатки растений относящиеся к Хвощевидным. Отпечатки коры крупных членистостебельчатых растений, так называемых Каламитов и Паракаламитов (Paracalamites sp.) (фото 10 и 11).

Корневая система хвощей произраставших на мелководье (фото 12).

Ведя раскопки дальше, в слоях ниже с палеофлорой были обнаружены отпечатки и ядра морских моллюсков (Shizodus rossicus Verneuie, Netchajewia sp., Cancrinella cancrini Vern., Pseudomonostis permianus Maslennikov) (фото 13). Также обнаружены окаменелости в виде ихнофоссилии, которых еще предстоит изучить. Толщина слоя составляет 0,6 метров, а далее идут очень крепкие кремнистые породы, по которым вести раскопки не представляется возможным.

Все эти данные дают нам возможность сделать следующие выводы.

Выводы: На данной территории, когда то было не глубокое море. Об этом свидетельствуют найденные раковины различных морских моллюсков и ихнофоссилии. Видимо уровень древнего моря неоднократно поднимался, и образовывалась солоноватая лагуна, а когда море уходило, рос прибрежный лес (экосистема аналогичная современным манграм). В начале Пермского периода Палеозойской эры климат здесь был теплым и влажным, который способствовал бурному росту лесов состоящих из древних плаунов, хвощей и папоротников. Но ближе к концу Пермского периода климат становился все более засушливым и холодным. Об этом свидетельствует постепенное завоевание территории голосеменными растениями, которые были обнаружены выше. Но в дальнейшем на эту территорию пришло море и шло активное осадконакопление карбоната кальция.

Считаю, что все задачи выполнены и поставленная цель достигнута. Реконструкция смены палеобиогеоценозов верхнего отдела Пермского периода на основе анализа состава местных окаменелостей палеофлоры проведена очень чётко, научно. Порядок и форма залегания этих прекрасных окаменелостей доказывают эволюционную теорию развития жизни на Земле, в частности историю развития жизни в верхнем отделе Пермского периода, на данной территории.

Практическое применение: Такие научно – исследовательские работы и практические занятия очень важны для формирования научного мышления детей. Учащиеся получают возможность усваивать разные научные понятия (геологические, биологические, эволюционные) в доступной и увлекательной для них форме. Изучая документы истории Земли – ископаемые останки животных и растений – начинают понимать, что в разные геологические эпохи существовали различные фауны и флоры, что в свою очередь очень важно для правильного понимания эволюционного развития жизни. Накопленный палеонтологический материал ведет к созданию школьного геологического музея. Школьный геологический музей – это учебно-вспомогательное учреждение, которое не только собирает и хранит, экспонирует, но и представляет для использования коллекции в целях их изучения при преподавании естественных дисциплин, способствует воспитанию и развитию природоохранных и экологических знаний учащихся.

Определения всех выше перечисленных растений, конечно же сделаны с приближением. Сам доктор геолого – минералогических наук, палеоботаник Сергей Викторович Мейен в своей книге «Из истории растительных династий» пишет: «Систематизировать хвойных по внешнему виду сущее наказание. Дело это не только трудное, но и ненадежное».

Определение окаменелостей не было бы возможным без сотрудничества, с каким либо специалистом в области палеонтологии. Этого помощника мы нашли в лице главного специалиста Музея естественной истории Республики Татарстан, кандидата геолого – минералогических наук Олега Павловича Шиловского. Он не только помог нам с определением растительных окаменелостей, но и заочно руководил раскопками (фото 14, 15).

В определении отпечатков раковин моллюсков нам помогал кандидат геолого – минералогических наук, доцент, директор геологического музея имени А.А. Штукенберга - Владимир Владимирович Силантьев.

Среди окаменелостей нашлись и такие, так называемые «проблематики», то есть не поддающиеся определению (фото 16). Определить их затруднился (по фото – заочно) даже доктор геолого – минералогических наук, член РАН, палеоботаник Сергей Владимирович Наугольных. Он написал нам, что именно такие отпечатки видит впервые и возможно даже, что это новый вид.

Планируем дальнейшее сотрудничество с Наугольных С.В. по определению окаменелостей, для чего собираемся отослать их часть в Москву.

Для более точного определения окаменелостей осваиваем метод определения по спорам и метод снятия целлулоидных отпечатков с листьев растений (определение по устьицам).

После изучения часть окаменелостей будет передана Музею естественной истории Республики Татарстан, а часть Геологическому музею имени А.А. Штукенберга.

Наши планы на будущее:

1) продолжить изучение новых обнажений;

2) изучить морские отложения на видовой состав;

3) исследовать обнажение глин и мергелей (фото 17);

4) продолжить сотрудничество с учеными по изучению окаменелостей;

5) продолжить сотрудничество с Музеем естественной истории РТ;

6) создать полноценный палеонтологический музей школы;

7) создать карты палеонтологических находок своей местности и района.

Литература:

1. Атлас Республики Татарстан. Производственное картосоставительское объединение «Картография», Москва, 2005. – 216 с.

2. Воробьёва Н.И. и Сементовский В.Н. Природа Татарии.

Научно-популярные очерки. – Казань: Татгосиздат, 1947. – 218 с.

3. Мейен С.В. Из историй растительных династий, М: «Наука», 1971. – 223 с.

4. Наугольных С.В. Пермский период: местонахождения, флора и фауна. Пермь: Арт-Дизайн. 2013. – 178 с.

5. Олейников А.Н. Геологические часы. – Ленинград: Недра, 1987. – 151 с.

6. Рейвн П., Эверт Р., Айкхорн С. Современная ботаника. В 2-х томах. Пер с англ. М: Мир, 1990. – 692 с.

7. Силантьев В.В. и др. Геологические памятники Республики Татарстан «Акварель – Арт» 2007. – 296 с.

8. Соколов Б.С., Баландин Р. К неведомым глубинам. М: «Детская литература», 1988. – 127 с.

9. Трайтак Д.И. Книга для чтений по ботанике. М: «Просвещение», 1978. – 271 с.

10. Хасанова Р.Р. Основы геологических знаний, Казань: «Магариф», 2001. – 175 с.

Приложения:

Фото № 1. Общий вид на геологический разрез (карьер известняка).

Фото № 2. Отпечаток коры первичных голосеменных растений (Pecopteris miltonii).

Фото № 3. Побег хвойного растения (Signacularia noinskii.) (фото 3).

Фото № 4. Отпечаток коры хвойного растения (Lebachia sp.)

Фото № 5. Отпечатки древесины голосеменных растений кониферофитов.

Фото № 6. Двусторонний отпечаток листа голосеменного растения Псигмофиллоида, относящегося к Гинкговидным.

Фото № 7. Корневая система голосеменного растения.

Фото № 8. Корневая система голосеменного растения.

Фото № 9. Отпечаток вайи растения относящегося Папоротникообразным (Voltcia).

Фото №10. Отпечаток коры крупного членистостебельчатого растения, относящегося к так называемым Каламитам и Паракаламитам (Paracalamites sp.)

Фото № 11. Отпечаток коры членистостебельчатого растения (Каламиты и Паракаламиты).

Фото № 12. Корневая система хвощей произраставших на мелководье.

Фото № 13. Отпечатки и ядра морских моллюсков (Shizodus rossicus Verneuie, Netchajewia sp., Cancrinella cancrini Vern., Pseudomonostis permianus Maslennikov).

Фото № 14. Фрагмент переписки с О.П. Шиловским.

Фото № 15. Фрагмент переписки с О.П. Шиловским.

Фото № 16. Одна из некоторых «проблематиков» не поддающегося определению.

Фото № 17. Перспективное обнажение глин и мергелей. Здесь можно обнаружить окаменелости морских лилии, и даже скелеты рыб.

26