Д. Рауп, С. Стэнли. «Основы Палеонтологии»

Биологи могут помочь нам оценить порядок этих величин. На фиг. 6 показаны макроскопические беспозвоночные организмы, которых можно найти на 0,25 м² морского дна у полуострова Кии (Япония) на глубинах от 20 до 100 м. На рисунке — «урожай на корню» особей трех видов: двух двустворчатых моллюсков и одного лопатоногого моллюска. Здесь около 25 более крупных двустворок (Macoma incongrua); около 160 мелких .двустворок (Cardium hungerfordi) и 12 экземпляров лопатоногого моллюска (Dentalium octangulatum). И все это на одной четверти квадратного метра! Средний возраст особей — около двух лет. При такой продуктивности за 10 лет образуется 1000, а за миллион лет-100 млн. потенциальных окаменелостей. Если говорить о более обширных площадях и более длительных периодах времени, то мы получим просто ошеломляющие цифры количества особей — тонны и тонны потенциальных ископаемых. Оказывается, на таком клочке морского дна за миллион лет могло обитать больше особей моллюсков, чем было найдено ископаемых всех видов за всю историю палеонтологии.

Конечно, приведенный здесь простой расчет страдает многими явными и неявными неточностями. Плотность жизни сильно варьирует в пространстве и во времени; в одних местах эта плотность выше, чем на рассмотренном участке, а в других — ниже. Однако этот расчет помогает нам понять, что изучаемые нами окаменелости практически составляют бесконечно малую долю всех существ, живших в геологическом прошлом. Если бы палеонтологическая летопись была представительной выборкой обитавших некогда на Земле растений и животных, то все было бы значительно проще. Но представительной ее назвать никак нельзя. Одно из осложняющих обстоятельств состоит в том, что при прочих равных условиях богатые особями виды имеют больше шансов сохраниться и быть обнаруженными, чем виды малочисленные.

Условия сохранности органических остатков

Чтобы организм попал в палеонтологическую летопись, в отложениях должен сохраниться либо весь он целиком, либо его части, либо какие-то следы его жизнедеятельности. Так, следы пресмыкающегося, показанные на фиг. 1, представляют собой часть палеонтологической летописи и могут дать нам некоторые сведения об организме, хотя остатки мягких тканей или скелета не сохранились. Если организм или следы его жизнедеятельности сохранились, значит, разнообразные разрушительные процессы действовали недостаточно активно.

БИОЛОГИЧЕСКОЕ РАЗРУШЕНИЕ

Биологическое разрушение имеет место почти в любой среде. Хищники и мусорщики широко распространены в мире живых существ. Одни из них крупнее тех организмов, которыми питаются, другие — во много раз мельче своих жертв. Вряд ли есть биологические образования, совершенно не привлекающие мусорщиков или других разрушителей. Например, мы обычно считаем раковину устрицы «каменной» уже при жизни моллюска. Раковина действительно очень прочна и состоит главным образом из карбоната кальция. Но строение раковины не однородно: она состоит из тонких иголочек или пластинок кальцита, связанных органическим веществом, обычно называемым органической матрицей. Следовательно, прочность раковины частично зависит от свойств этой матрицы.

После гибели моллюска на его раковину набрасываются самые разные сверлильщики — черви, губки, другие моллюски, водоросли (фото II). Обычно там, где обитает много организмов, обладающих раковинами, пустые раковины встречаются поразительно редко, так как они уничтожаются сверлильщиками.

После смерти организма его скелет подвергается захоронению. Это частично предохраняет скелет от биологического разрушения. Но степень такой защищенности часто преувеличивают. Самые верхние слои неуплотнившегося еще осадка в обычных условиях дна никак нельзя назвать биологически инертными. В самом деле, в нескольких верхних сантиметрах осадка интенсивно протекают процессы распада биологических тканей под влиянием жизнедеятельности бактерий. Раковина может сохраняться достаточно долго, чтобы осадок успел покрыть ее, но и после этого, уже оказавшись под поверхностью раздела осадок — вода, она может быть разрушена.

Все признают, что биологическое разрушение потенциальных ископаемых — важный фактор, обусловливающий неполноту палеонтологической летописи. Но мы еще очень мало знаем об этом процессе. Он изучался весьма слабо; особенно плохо изучены деятельность бактерий и их влияние на химизм водных растворов в толще осадков. Между тем понимание процессов биологического разрушения существенно важно для нас, если мы хотим глубоко понять условия захоронения и сохранения в ископаемом состоянии остатков организмов.

МЕХАНИЧЕСКОЕ РАЗРУШЕНИЕ

Давно известно, что остатки организмов, подвергающиеся вскоре после их смерти интенсивному воздействию ветра, волн или потоков воды, могут быть полностью разрушены. Известно также, что различные типы скелетов в разной степени подвержены механическому разрушению, и это обстоятельство в свою очередь искажает истинную картину органического мира прошлого в палеонтологической летописи.

Были проведены некоторые важные исследования процессов механического разрушения вещества скелетов потенциальных окаменелостей. Одно из самых важных и в то же время методически простых исследований механического разрушения было проведено Чейвом [25]. Раковины моллюсков и скелетные образования других морских беспозвоночных вместе с кремневой галькой помещали во вращающиеся барабаны. Точно отмечалось время, требовавшееся для того, чтобы разрушить раковины до определенной степени. Некоторые результаты показаны на фиг. 7. По оси абсцисс отложено время, по оси ординат — процент обломков с поперечником более 4 мм. Этот эксперимент проводился на скелетах гастропод, кораллов, морских ежей, мшанок и известковых водорослей. Различия в прочности скелетных образований этих организмов оказались очень большими. Более 60% скелетного вещества одного вида гастропод остается в форме частиц крупнее 4 мм после 100 ч опыта и даже долее. Напротив, скелеты всех мшанок и известковых водорослей разрушались через час. Поэтому не удивительно, что мшанки составляют сравнительно небольшую, а гастроподы — значительную часть палеонтологической летописи.

Фиг. 7. Экспериментальное истирание скелетного материала во вращающемся барабане с кремневой галькой [25]. Наиболее устойчивы раковины брюхоногого моллюска Nerita; кораллы Acropora и Рorites, а также гастроподы Polinices обладают средней устойчивостью; наименее устойчивы в этих условиях известковая водоросль Corallina, мшанки и морские ежи. В скобках после названий указаны первоначальные размеры особей в сантиметрах.

На фиг. 8 представлены результаты другого опыта с вращающимся барабаном. В этом эксперименте в барабан загружались раковины шести разных видов двустворчатых моллюсков. Различия в устойчивости оказались столь же большими, как и у разных групп организмов в предыдущем эксперименте. Различия эти обусловлены разной величиной, толщиной и внутренним строением раковин.

Подобные исследования помогают оценить степень искажения палеонтологической летописи.

Еще один пример того, как факторы механического разрушения могут исказить палеонтологическую летопись, показан да фиг. 9, тоже взятой из работы Чейва. Репрезентативную пробу скелетных образований из Корона-дель-Мар (Калифорния) вместе с песком помещали во вращающийся барабан. На диаграммах показано, как изменялся состав пробы в ходе опыта. Скелеты иглокожих и известковых водорослей были уничтожены полностью — растерты в частицы мельче 2 мм, — а соотношение остатков остальных организмов в пробе сильно изменилось.

Фиг. 8. Экспериментальное истирание скелетного материала во вращающемся барабане с кремневой галькой [25]. Все испытанные образцы — раковины морских двустворчатых моллюсков.

Фиг. 9. Экспериментальное истирание скелетного материала [25]. В исходной пробе содержались свежие особи двустворчатого моллюска Mytilus, брюхоногих моллюсков Aletes, Haliotis и Tegula, различных видов морских блюдечек и морских ежей, морской звезды Pisaster и известковой водоросли Corallina. На диаграммах показано избирательное разрушение сообщества при обработке во вращающемся барабане

<<   [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] ...  [76]  >>