§23. Следы былых биосфер: как учёные узнают о прошлом Земли

Определения и обозначения

Ископаемые остатки — это сохранившиеся в земных слоях остатки или следы организмов прошлого. К ним относятся кости, раковины, отпечатки и следы жизнедеятельности. Они важны потому, что являются прямыми свидетельствами древней жизни.

Окаменелости — остатки организмов, которые со временем пропитались минеральными веществами или были ими замещены. Поэтому исходное вещество тела может почти исчезнуть, а его форма и строение сохраниться. По окаменелостям учёные изучают древние организмы.

Отпечатки — следы формы организма или его частей, оставшиеся в осадочной породе. Сам лист, раковина или тело при этом могут разрушиться, но их очертания сохраняются. Отпечаток помогает узнать внешний вид организма и иногда особенности его строения.

Палеонтология — наука, изучающая древние организмы по их ископаемым остаткам и следам. Палеонтологи сравнивают находки, определяют их возраст и выясняют условия жизни. Так отдельные остатки складываются в картину прошлого Земли.

Как это устроено

После гибели организм может попасть в ил, песок или другой осадок. Если погребение происходит быстро, остаток меньше соприкасается с воздухом, водой и разрушителями, поэтому у него больше шансов сохраниться. При медленном погребении его успевают разнести течения, съесть животные или разрушить микроорганизмы.

Мягкие части тела обычно исчезают быстрее твёрдых. Кожа, мышцы и внутренние органы легко разлагаются, а раковина, кость или древесина дольше сопротивляются разрушению. Поэтому среди ископаемых находок особенно часто встречаются твёрдые части организмов, хотя иногда сохраняются и мягкие ткани.

Погребённые остатки постепенно изменяются под действием воды, давления и растворённых минералов. Минеральные вещества могут заполнить пустоты и поры или заменить исходное вещество, превращая остаток в окаменелость. Если тело исчезает, но оставленная им форма закрепляется в осадке, возникает отпечаток; заполненная форма может образовать слепок.

По окаменелости можно установить, какой организм жил в прошлом, если сравнить её строение с известными организмами. Форма раковины, зубов или листа иногда указывает на образ жизни и место обитания. Порода и соседние находки дополняют сведения: морские раковины, например, свидетельствуют о древней водной среде.

Ископаемые остатки лежат в определённых слоях пород, которые образовывались в разное время. Обычно нижние слои старше верхних, если их положение не было нарушено. Сравнивая состав находок и порядок слоёв, учёные прослеживают, какие организмы появлялись, исчезали или сменяли друг друга.

Какие следы организмов сохраняются и что они рассказывают

Сначала определите, что именно сохранилось: часть тела, форма или след действия. Затем посмотрите, какие признаки находки можно связать с внешним видом, поведением или средой обитания. Один вид следа даёт ограниченные сведения, поэтому точнее работать с несколькими свидетельствами.

Разбор задач

Задача 1

В породе найдена окаменевшая раковина. Определите, что именно сохранилось и какой вывод о древней жизни можно сделать.

1. Назовите найденную часть: сохранилась раковина, то есть твёрдая часть организма, а не его отпечаток.
2. Определите способ сохранения: раковина была погребена и со временем пропиталась минералами или частично заменилась ими.
3. Сделайте осторожный вывод: в прошлом здесь жил организм с раковиной, а по её строению можно предположить его группу и условия обитания.

Ответ: сохранилась окаменевшая раковина. Находка свидетельствует, что в этой местности или рядом с ней жил соответствующий древний организм; точные условия уточняют по породе и другим находкам.

Задача 2

В слое осадочной породы обнаружен отпечаток листа, но сам лист не сохранился. Объясните, как мог образоваться такой след.

1. Опавший лист попал на влажный мягкий осадок и прижал его своей поверхностью.
2. Сверху накопился новый слой осадка, поэтому лист оказался погребён и некоторое время сохранял форму.
3. Органическое вещество листа разрушилось, а в породе осталась вдавленная форма с признаками жилок и края.

Ответ: отпечаток возник потому, что лист оставил форму в мягком осадке, затем был погребён, а сам разрушился. Сохранился не лист, а его след.

Задача 3

В двух слоях пород найдены разные ископаемые остатки. Как сравнить эти находки и предложить вывод о том, как менялась жизнь на этой территории?

1. Сначала определите, какие организмы или следы представлены в каждом слое, и отделите твёрдые остатки от отпечатков и следов деятельности.
2. Затем сравните положение слоёв: если породы не нарушены, нижний слой обычно древнее верхнего.
3. После этого сопоставьте состав находок и сформулируйте только подтверждённый вывод: например, один организм сменился другим или изменились условия среды.

Ответ: нужно сравнить виды находок, их признаки и положение в слоях. Различия могут показать изменение состава живых организмов или условий, но окончательный вывод делают с учётом пород и других свидетельств.

Типичные ошибки

Считать ископаемыми только кости. Такая ошибка возникает, если примером древней жизни считают лишь скелет. Проверьте себя: вспомните о раковинах, древесине, отпечатках и следах жизнедеятельности.

Думать, что любой погибший организм оставляет ископаемый след. Обычно мягкие части разрушаются, а остатки не успевают быстро погрузиться в осадок. Спросите себя, были ли условия, защищавшие находку от разрушения.

Называть отпечаток самим организмом. Отпечаток похож на изображение формы, но тело могло полностью исчезнуть. Проверьте, описываете ли вы сохранённый след или настоящий остаток.

Делать по одной находке вывод обо всех условиях древней жизни. Единичная находка может быть случайной и не показывает всей картины. Для проверки сопоставьте её с породой, соседними ископаемыми и другими слоями.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужно знать, что осадки накапливаются слоями, а со временем могут превращаться в горные породы. Положение слоёв помогает сравнивать возраст находок и последовательность событий.

Эти знания пригодятся при изучении разнообразия организмов, истории развития жизни и изменений природных условий Земли. Ископаемые остатки связывают современную биологию с далёким прошлым планеты.

Что запомнить

• Ископаемые остатки — свидетельства жизни в прошлом.
• В ископаемом виде чаще сохраняются твёрдые части организмов.
• Быстрое погребение в осадках помогает остаткам сохраниться.
• Окаменелости образуются при длительных изменениях погребённых остатков.
• Отпечаток сохраняет форму организма или его части.
• Палеонтологи изучают ископаемые остатки, чтобы узнавать о древней жизни.
• Положение находок в слоях пород помогает сравнивать события прошлого.