| Часть серии по |
| Палеонтология |
|---|
 |
| Категория палеонтологического портала |
Тафономия - это исследование того, как организмы разлагаются и превращаются в окаменелости или сохраняются в археологических записях. Термин тафономия (от греческого taphos , τάφος означает «захоронение» и nomos , νόμος означает «закон») был введен в палеонтологию в 1940 году [1] советским ученым Иваном Ефремовым для описания изучения перехода останков, частей, частей и т. Д. или продукты организмов из биосферы в литосферу . [2] [3]
Описание [ править ]
Тафономические явления делятся на две фазы: биостратиномия ; события, происходящие между смертью организма и погребением, и диагенезом ; события, происходящие после погребения. [1] После определения Ефремова тафономия расширилась, включив в нее окаменение органических и неорганических материалов под влиянием как культуры, так и окружающей среды.
Это мультидисциплинарная концепция, которая используется в несколько разных контекстах в разных областях обучения. Поля, в которых используется концепция тафономии, включают:
- Археоботаника
- Археология
- Биология
- Криминалистика
- Геоархеология
- Геология
- Палеоэкология
- Палеонтология
- Зооархеология
Существует пять основных стадий тафономии: расчленение, рассредоточение, накопление, окаменение и механическое изменение. [4] Первая стадия, разъединение, происходит, когда организм разлагается, и кости больше не удерживаются вместе плотью и сухожилиями организма. Рассеивание - это разделение частей организма, вызванное природными явлениями (например, наводнениями, мусорщиками и т. Д.). Накопление происходит при накоплении органических и / или неорганических материалов в одном месте (мусорщики или поведение человека). Когда богатые минералами грунтовые воды проникают в органические материалы и заполняют пустоты, образуется окаменелость. Заключительный этап тафономии - механическое изменение; это процессы, которые физически изменяют останки (например, замораживание-оттаивание, уплотнение, транспортировка, захоронение). [5]Следует добавить, что эти «стадии» не только последовательные, они взаимосвязаны. Например, химические изменения происходят на каждом этапе процесса из-за бактерий. «Изменения» начинаются сразу после смерти организма: высвобождаются ферменты, разрушающие органическое содержимое тканей, а минерализованные ткани, такие как кость, эмаль и дентин, представляют собой смесь органических и минеральных компонентов. Более того, чаще всего организм (растительный или животный) мертв, потому что был «убит» хищником. Пищеварение изменяет состав мяса, но также и костей. [6] [7]
Области исследований [ править ]
Интерес к тафономии резко возрос с 1980-х годов [8], когда исследования были сосредоточены в определенных областях.
- Микробный , биогеохимический и более крупномасштабный контроль сохранения различных типов тканей; в частности, исключительная сохранность в Konzervat-lagerstätten . В эту область входит преобладание биологических агентов по сравнению с физическими в уничтожении останков всех основных таксономических групп (растений, беспозвоночных, позвоночных).
- Процессы, концентрирующие биологические остатки; особенно степень, в которой различные типы сообществ отражают видовой состав и обилие исходных фаун и флор.
- Пространственно-временное разрешение [ требуется уточнение ] и экологическая точность [ необходимо уточнение ] сообществ видов, особенно относительно небольшая роль переноса за пределы среды обитания по сравнению с основными эффектами усреднения по времени. [ требуется разъяснение ]
- Очертания мегабиазов в летописи окаменелостей , включая эволюцию новых баупланов и поведенческих способностей, а также широкомасштабные изменения климата, тектоники и геохимии поверхностных систем Земли.
- В Mars Science Laboratory цель миссии эволюционировала от оценки древнего Марса обитаемости для разработки моделей прогнозирования на тафономии. [ требуется разъяснение ] [9]
Палеонтология [ править ]
Одна из причин тафономии - лучше понять предубеждения, присутствующие в летописи окаменелостей . Окаменелости повсеместно встречаются в осадочных породах, однако палеонтологи не могут сделать самые точные выводы о жизни и экологии окаменелых организмов, не зная о процессах, вовлеченных в их окаменелость. Например, если скопление окаменелостей содержит больше одного типа окаменелостей, чем другого, можно сделать вывод, что либо организм присутствовал в большем количестве, либо его останки были более устойчивы к разложению.
В конце двадцатого века тафономические данные начали применяться к другим подполям палеонтологии, таким как палеобиология , палеоокеанография , ихнология (изучение следов окаменелостей ) и биостратиграфия . Придя к пониманию океанографических и этологических последствий наблюдаемых тафономических структур, палеонтологи смогли предоставить новые и содержательные интерпретации и корреляции, которые в противном случае остались бы неясными в летописи окаменелостей .
Судебная медицина [ править ]
Судебная тафономия - относительно новая область, популярность которой выросла за последние 15 лет. Это подраздел судебной антропологии, специализирующийся на том, как тафономические силы изменили доказательства уголовного преступления. [10]
Существует два разных направления судебной тафономии: биотафономия и геотафономия . Биотафономия изучает, как произошло разложение и / или разрушение организма. Основные факторы, влияющие на эту отрасль, делятся на три группы: факторы окружающей среды; внешние переменные, индивидуальные факторы; факторы самого организма (например, размер тела, возраст и т. д.) и культурные факторы; факторы, характерные для любого культурного поведения, которые могут повлиять на разложение (методы захоронения). Геотафономия изучает, как практика захоронения и само захоронение влияют на окружающую среду. Это включает нарушение почвы и следы инструментов от рытья могилы, нарушение роста растений и pH почвы.от разлагающегося тела и изменения дренажа земли и воды из-за внесения неестественной массы в эту область. [11]
Это поле чрезвычайно важно, потому что оно помогает ученым использовать тафономический профиль, чтобы определить, что произошло с останками во время смерти ( предсмертный ) и после смерти ( посмертный ). Это может иметь огромное значение при рассмотрении того, что можно использовать в качестве доказательства в уголовном расследовании. [12]
Экологическая археология [ править ]
Археологи изучают тафономические процессы, чтобы определить, как останки растений и животных (включая человека) накапливаются и по-разному сохраняются в пределах археологических памятников. Экологическая археология - это междисциплинарная область исследования, которая фокусируется на понимании прошлых отношений между группами и их средой. Основные области экологической археологии включают зооархеологию , палеоботанику и геоархеологию . Тафономия позволяет специалистам определить, какие артефакты или останки были обнаружены до и после первоначального захоронения. Зооархеология, центр экологической археологии исследует тафономические процессы на останках животных. Процессы, наиболее часто идентифицируемые в зооархеологии, включают термические изменения (ожоги), следы порезов, обработанные кости и следы грызений. [13] Термически измененная кость указывает на использование огня и обработки животных. Порезы и обработанная кость могут сообщить зооархеологам об использовании инструментов или обработке пищи. [14] Когда письменных записей мало или совсем нет, тафономия позволяет археологам-экологам лучше понять, как группа взаимодействовала с окружающей средой и жителями.
Область экологической археологии предоставляет важную информацию для попытки понять устойчивость обществ прошлого и огромное влияние, которое экологические сдвиги могут оказать на население. Знания, полученные из прошлого в ходе этих исследований, могут быть использованы для обоснования настоящих и будущих решений относительно взаимодействия человека и окружающей среды.
Тафономические предубеждения в летописи окаменелостей [ править ]
Этот раздел требует дополнительных ссылок для проверки . ( Апрель 2011 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Из-за очень избранных процессов, которые вызывают сохранение, не все организмы имеют одинаковые шансы на сохранение. Любой фактор, влияющий на вероятность сохранения организма в виде ископаемых, является потенциальным источником систематической ошибки. Таким образом, возможно, наиболее важной целью тафономии является определение масштаба таких предубеждений, чтобы их можно было количественно оценить, чтобы дать возможность правильной интерпретации относительной численности организмов, составляющих ископаемую биоту. [15] Некоторые из наиболее распространенных источников предвзятости перечислены ниже.
Физические атрибуты самого организма [ править ]
Возможно, это самый большой источник систематической ошибки в летописи окаменелостей. Прежде всего, у организмов, содержащих твердые части , гораздо больше шансов быть представленными в летописи окаменелостей, чем у организмов, состоящих только из мягких тканей. В результате животные с костями или раковинами слишком широко представлены в летописи окаменелостей, а многие растения представлены только пыльцой или спорами с твердыми стенками. Мягкие организмы могут составлять от 30% до 100% биоты, но большинство скоплений окаменелостей не сохраняют ничего из этого невидимого разнообразия, что может исключать такие группы, как грибы и целые типы животных из летописи окаменелостей. Многие животные, которые линяют, с другой стороны, чрезмерно представлены, поскольку одно животное может оставить несколько окаменелостей из-за выброшенных частей тела. Среди растений виды, опыляемые ветром, производят гораздо больше пыльцы, чем виды, опыляемые животными , причем первые преобладают по сравнению со вторыми.
Характеристики среды обитания [ править ]
Большинство окаменелостей образуется в условиях, когда материал оседает на дно водоемов. Особенно мелкие морские берега производят большое количество окаменелостей, поэтому у организмов, живущих в таких условиях, гораздо больше шансов быть сохраненными в виде ископаемых, чем у организмов, живущих в условиях без отложений. В континентальной среде окаменение особенно вероятно в небольших озерах, которые постепенно заполняются органическими и неорганическими веществами, и особенно в заболоченных территориях, накапливающих торф . Поэтому организмы таких местообитаний чрезмерно представлены в летописи окаменелостей.
Смешивание окаменелостей из разных мест [ править ]
Осадочный депозит , возможно, испытал смешивание noncontemporaneous остатков в пределах отдельных осадочных единиц через физические или биологические процессы; т.е. месторождение может быть вскрыто и повторно отложено в другом месте, что означает, что месторождение может содержать большое количество окаменелостей из другого места ( аллохтонное месторождение, в отличие от обычного автохтонного ). Таким образом, об отложениях окаменелостей часто задают вопрос: в какой степени отложения окаменелостей отражают истинную биоту, которая изначально там жила? Многие окаменелости, очевидно, являются автохтонными, например окаменелости с корнями, такие как морские лилии, [ требуется пояснение ]и многие окаменелости по своей сути явно аллохтонны, например, присутствие фотоавтотрофного планктона в бентосных отложениях, которые должны были затонуть, чтобы быть отложенными. Таким образом, месторождение окаменелостей может быть смещено в сторону экзотических видов (т.е. видов, не эндемичных для этой области), когда в седиментологии преобладают гравитационные нагоны, такие как оползни, или может стать смещенным, если существует очень мало эндемичных организмов, подлежащих сохранению. Это особая проблема палинологии .
Временное разрешение [ править ]
Поскольку скорость обновления популяции отдельных таксонов намного меньше чистой скорости накопления наносов, биологические остатки последовательных, не одновременных популяций организмов могут быть смешаны в одном слое, что называется усреднением по времени . Из-за медленного и эпизодического характера геологической летописи две очевидно одновременные окаменелости могли на самом деле существовать на расстоянии столетий или даже тысячелетий друг от друга. Более того, степень усреднения сборки может быть разной. Степень зависит от многих факторов, таких как тип ткани, среда обитания, частота захоронений и эксгумаций , а также глубина биотурбации.в осадочной колонке относительно чистых скоростей накопления наносов. Подобно предвзятости в пространственной точности, существует предвзятость в отношении организмов, которые могут пережить события переделки, таких как раковины . Примером более идеального месторождения с точки зрения смещения среднего времени может быть отложение вулканического пепла , которое захватывает всю биоту, выловленную в неправильном месте в неподходящее время (например, силурийское лагерь Херефордшира ).
Пробелы во временных рядах [ править ]
Геологические записи очень прерывистые, а отложения носят эпизодический характер во всех масштабах. В самом крупном масштабе период седиментологического высокого уровня древостоя может означать, что отложения не могут происходить в течение миллионов лет и, фактически, может произойти эрозия отложения. Такой перерыв называется несогласием . И наоборот, катастрофическое событие, такое как оползень, может перекрывать период времени. В более коротком масштабе процессы размыва, такие как образование ряби и дюн и прохождение потоков мутности, могут вызвать удаление слоев. Таким образом, летопись окаменелостей смещена в сторону периодов наибольшего осадконакопления; периоды времени с меньшим количеством отложений, следовательно, менее хорошо представлены в летописи окаменелостей.
Связанная с этим проблема - это медленные изменения, происходящие в среде осадконакопления в той или иной области; Депозит может испытывать периоды плохой сохранности из-за, например, недостатка биоминерализующих элементов. Это вызывает тафономическое или диагенетическое уничтожение окаменелостей, вызывая пробелы и уплотнение записи.
Последовательность в сохранности в течение геологического времени [ править ]
Значительные сдвиги во внутренних и внешних свойствах организмов, включая морфологию и поведение по отношению к другим организмам, или сдвиги в глобальной окружающей среде, могут вызывать вековые или долгосрочные циклические изменения в сохранности ( мегабиас ).
Человеческие предубеждения [ править ]
Во многом неполнота летописи окаменелостей связана с тем, что на поверхности Земли когда-либо обнажается лишь небольшое количество горных пород, и даже большая часть из них не исследована. Наша летопись окаменелостей основана на небольшом объеме исследований, которые были проведены в этой области. К сожалению, палеонтологи, как люди, могут быть очень предвзятыми в своих методах сбора; предвзятость, которую необходимо выявить. Возможные источники предвзятости включают:
- Поисковые изображения : полевые эксперименты показали, что палеонтологи, работающие, скажем, над ископаемыми моллюсками лучше всего собирают моллюсков, чем что-либо еще, потому что их поисковое изображение было сформировано так, чтобы склонять их в пользу моллюсков.
- Относительная легкость извлечения : окаменелости, которые легко получить (например, многие фосфатные окаменелости, которые легко извлекаются в массе путем растворения в кислоте), слишком многочисленны в летописи окаменелостей.
- Таксономическая ошибка : окаменелости с легко различимой морфологией можно будет легко выделить как отдельные виды и, таким образом, будут иметь завышенную численность.
Консервация биополимеров [ править ]
Тафономические пути, связанные с относительно инертными веществами, такими как кальцит (и, в меньшей степени, кость), относительно очевидны, поскольку такие части тела стабильны и мало меняются со временем. Однако сохранение «мягких тканей» более интересно, поскольку требует более специфических условий. Хотя обычно от окаменения выживает только биоминерализованный материал, сохранение мягких тканей не так редко, как иногда думают. [16]
И ДНК, и белки нестабильны и редко выживают более сотен тысяч лет до разложения. [17] Полисахариды также обладают низким потенциалом сохранения, если только они не сильно сшиты; [17] это соединение наиболее часто встречается в структурных тканях и делает их устойчивыми к химическому распаду. [17] К таким тканям относятся древесина ( лигнин ), споры и пыльца ( спорополленин ), кутикулы растений ( кутан ) и животных, клеточные стенки водорослей ( альгинан ) [17] и, возможно, полисахаридный слой некоторых лишайников. [ необходима цитата ]Эта взаимосвязь делает химические вещества менее склонными к химическому распаду, а также означает, что они являются более бедным источником энергии, поэтому менее вероятно, что они будут перевариваться организмами-мусорщиками. [17] После воздействия тепла и давления эти сшитые органические молекулы обычно «варятся» и становятся керогеном или короткими (<17 атомов углерода) алифатическими / ароматическими молекулами углерода. [17] Другие факторы влияют на вероятность сохранения; например, в результате склеризации челюсти полихет сохраняются легче, чем химически эквивалентная, но не склеротизированная кутикула тела. [17]
Считалось , что только жесткие, тип кутикулы мягких тканей может быть сохранена сохранением типа Burgess Shale , [18] , но все большее число организмов в настоящее время обнаружено , что отсутствие такой кутикулу, такие как вероятную хордовых Pikaia и shellless Odontogriphus . [19]
Распространено заблуждение, что анаэробные условия необходимы для сохранения мягких тканей; действительно, большая часть разложения опосредуется сульфатредуцирующими бактериями, которые могут выжить только в анаэробных условиях. [17] Однако аноксия снижает вероятность того, что мусорщики потревожат мертвый организм, а активность других организмов, несомненно, является одной из основных причин разрушения мягких тканей. [17]
Кутикула растения более склонна к сохранению, если она содержит кутан , а не кутин . [17]
Растения и водоросли производят наиболее консервативные соединения, которые в соответствии с их потенциалом сохранения перечислены Тегеллааром (см. Ссылку). [20]
Распад [ править ]
Когда-то считалось, что полнота окаменелостей является показателем энергии окружающей среды: более бурные воды оставляют менее сочлененные туши. Однако на самом деле доминирующей силой, похоже, является хищник, причем падальщики с большей вероятностью, чем бурная вода, разобьют свежую тушу перед тем, как ее похоронят. [21] Отложения покрывают более мелкие окаменелости быстрее, поэтому они могут быть найдены полностью сочлененными. Однако эрозия также имеет тенденцию легче разрушать более мелкие окаменелости. [22]
Значение [ править ]
Тафономические процессы позволяют исследователям в самых разных областях идентифицировать прошлое природных и культурных объектов. От момента смерти или захоронения до раскопок тафономия может помочь в понимании окружающей среды прошлого. [23] При изучении прошлого важно получить контекстную информацию, чтобы иметь твердое представление о данных. Часто эти результаты могут быть использованы для лучшего понимания культурных или экологических сдвигов, происходящих в наши дни.
См. Также [ править ]
- Сохранение типа трилобита Бичера
- Сохранение типа Биттер-Спрингс
- Сохранение сланцевого типа Берджесс
- Сохранение типа доушаньто
- Сохранение эдиакарского типа
- Окаменелости
- Карен Чин
- Lagerstätte
- Перминерализация
- Окаменение
- Псевдокаменелость
- След окаменелости
Ссылки [ править ]
- ^ а б Лайман, Р. Ли (01.01.2010). «Что такое тафономия, чем она не является и почему тафономисты должны заботиться о различиях» . Журнал тафономии . 8 (1): 1–16. ISSN 1696-0815 .
- ↑ Ефремов, И.А. (1940). «Тафономия: новое направление палеонтологии» . Панамериканская геология . 74 : 81–93. Архивировано из оригинала на 2008-04-03.
- ^ Мартин, Рональд Э. (1999) «1.1 Основы тафономии» Тафономия: процессный подход Cambridge University Press, Кембридж, Англия, с. 1, ISBN 0-521-59833-8
- ^ «ТАФОНОМИЯ» . personal.colby.edu . Проверено 3 мая 2017 .
- ^ «Тафономия и сохранение» . paleo.cortland.edu . Архивировано из оригинала на 2017-05-17 . Проверено 3 мая 2017 .
- ^ Brugal JP Coordinateur (2017-07-01). TaphonomieS . GDR 3591, CNRS INEE. Париж: Архивы современников. ISBN 978-2813002419. OCLC 1012395802 .
- Перейти ↑ Dauphin Y. (2014). в: Manuel de taphonomie . Денис К., Пату-Матис М. Координаторы. Арль: Заблуждение. ISBN 9782877725774. OCLC 892625160 .
- ^ Behrensmeyer, A. K; С. М. Кидвелл; Р. А. Гастальдо (2009), Тафономия и палеобиология .
- ^ Grotzinger, Джон П. (24 января 2014). «• Введение в специальный выпуск: обитаемость, тафономия и поиск органического углерода на Марсе» . Наука . 343 (6169): 386–387. Bibcode : 2014Sci ... 343..386G . DOI : 10.1126 / science.1249944 . PMID 24458635 . Проверено 24 января 2014 .
- ^ Passalacqua, Николас. «Введение в Часть VI: Судебная тафономия» . Цитировать журнал требует
|journal=( помощь ) - ^ админ (2011-12-08). «Судебная тафономия». Следователь на месте преступления (CSI) и криминалистическая информация .
- ^ Pokines, Джеймс; Саймс, Стивен А. (2013). Front Matter . Руководство по судебной тафономии . стр. i – xiv. DOI : 10,1201 / b15424-1 . ISBN 978-1-4398-7841-5.[ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ Фернандес Джалво, Иоланда и Питер Эндрюс, «Методы тафономии» в Атласе тафономических идентификаций: 1001+ изображений ископаемых и недавних модификаций костей млекопитающих, под ред. Эрик Делсон и Эрик Дж. Саргис, серия палеобиологии и палеоантропологии позвоночных (Нью-Йорк, Нью-Йорк, Американский музей естественной истории, 2016).
- ^ Rainsford °, и О'Коннор Т. 2016. «Тафономия и контекстная Zooarchaeology в городских месторождений в Йорке, Великобритания.» Археологические и антропологические науки 8 (2): 343–351. DOI: 10.1007 / s12520-015-0268-х.
- ^ Кидвелл, SM; П. Дж. Бренчли; Д. Яблонски; Д.Х. Эрвин; Дж. Х. Липпс (1996), "Эволюция летописи окаменелостей: тенденции толщины скоплений морских скелетов и их последствия", Evolutionary Paleobiology: In Honor of James W. Valentine : 290
- ^ Бриггс, ДЭГ; Кеар, AJ (1993), "Распад и сохранение полихет; тафономических пороги в мягкотелых организмов" , Палеобиология , 19 (1): 107-135, DOI : 10,1017 / S0094837300012343
- ^ a b c d e f g h i j Briggs, DEG (1999), «Молекулярная тафономия кутикулы животных и растений: выборочное сохранение и диагенез», Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences , 354 (1379): 7 -17, DOI : 10.1098 / rstb.1999.0356 , PMC 1692454
- ^ Баттерфилд, штат Нью - Джерси (1990), "Органические сохранение не-минерализующие организмов и тафономия из Burgess Shale", Палеобиология , 16 (3): 272-286, DOI : 10,1017 / S0094837300009994 , JSTOR 2400788
- ^ Конвей Моррис, С. (2008), «Переописание редкой хордовой, Metaspriggina walcotti Simonetta и Insom, из сланцев Берджесс (средний кембрий), Британская Колумбия, Канада» , Journal of Paleontology , 82 (2): 424– 430, DOI : 10,1666 / 06-130.1
- ^ Тегелаар, EW; Де Леу, JW; Derenne, S .; Ларгау, К. (1989), «Переоценка образования керогена», Geochim. Космохим. Acta , 53 (3): 03-3106, Bibcode : 1989GeCoA..53.3103T , DOI : 10,1016 / 0016-7037 (89) 90191-9
- ^ Behrensmeyer, AK; Кидвелл, С. М.; Гастальдо, РА (2000). «Тафономия и палеобиология». Палеобиология . 26 (4): 103–147. DOI : 10,1666 / 0094-8373 (2000) 26 [103: ТАР] 2.0.CO; 2 . ISSN 0094-8373 .
- ^ http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&db=geh&AN=2004-032139&site=eds-live&scope=site&profile=eds-main
- ^ Лайман, Р. Ли. Тафономия позвоночных. Кембридж: Издательство Кембриджского университета, 1994.
Дальнейшее чтение [ править ]
- Эмиг, CC (2002). «Смерть: ключевая информация в морской палеоэкологии» в « Текущие темы по тафономии и окаменелости , Валенсия», Col.lecio Encontres . 5 : 21–26.
- Гринвуд, Д.Р. (1991), "Тафономия макрофоссилий растений". Ин, Донован, С.К. (Ред.), Процессы окаменения , стр. 141–169. Belhaven Press.
- Лайман, Р.Л. (1994), Тафономия позвоночных. Издательство Кембриджского университета.
- Шипман П. (1981), История жизни окаменелости: Введение в тафономию и палеоэкологию . Издательство Гарвардского университета.
- Тейлор, PD; Уилсон, Массачусетс (2003). «Палеоэкология и эволюция морских сообществ твердого субстрата» (PDF) . Обзоры наук о Земле . 62 (1–2): 1–103. Bibcode : 2003ESRv ... 62 .... 1T . DOI : 10.1016 / s0012-8252 (02) 00131-9 . Архивировано из оригинального (PDF) 25 марта 2009 года.
Внешние ссылки [ править ]
- Шельф и склон Experimental Тафономия инициатива является первым долгосрочным крупномасштабным развертывание и повторно коллекция организма остается на морской день.
- Журнал тафономии
- Веб-сайт Bioerosion в колледже Вустера
- Обширная библиография по биоэрозии, составленная Марком А. Уилсоном.
- Тафономия
- Минералы и происхождение жизни ( Роберт Хейзен , НАСА ) (видео, 60м, апрель 2014 г.).
- 7-е Международное совещание по тафономии и фоссилизации (Taphos, 2014 г.), Университет Феррары , Италия, 10–13 сентября 2014 г.
