ЮЖНОЕ ОКРУЖНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ЦЕНТР ОБРАЗОВАНИЯ № 000
ПРОЕКТНАЯ РАБОТА НА ТЕМУ:
«ПАЛЕОНТОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАГАДКИ ПОДМОСКОВЬЯ»
Выполнил:
ученик 4 «А» класса
Харитонов Владимир
Научный руководитель:
Москва, 2010
1. Введение стр.3
2. Основная часть. Сбор дополнительных видов ископаемых. стр.4
2.1 Методика исследования. стр. 5
3. Заключение стр. 7
4. Список литературы стр. 8
1. Введение.
В течение нескольких лет, отдыхая летом в Рузском районе на западе Московской области , я находил много окаменелостей. Некоторые из них были похожи на современные морские раковины, другие напоминали кораллы, остальные были мне неизвестны.
Внимательно рассмотривая свои находки, я заинтересовался, каким образом окаменелости морских обитателей оказались на суше, вдали от всех ныне существующих морей. У меня возникло предположение, что на месте Московской области когда-то было теплое море, поскольку в современных теплых морях обитают похожие организмы.
Цель исследования :
доказать, что на месте Москвы и Московской области было море, определить время его существования и климатические условия.
Объект исследования : палеонтологические находки.
Предмет исследования : ископаемые останки растений и животных
Методика и методы исследования : работа по геохронологической шкале, наблюдение, анализ, синтез, классификация, обобщение
Гипотеза: на месте Москвы и Московской области было море.
2. Основная часть. Сбор дополнительных видов ископаемых.
Для того чтобы ответить на поставленный вопрос мне предстояло изучить найденные ископаемые. Изучением ископаемых останков растений и животных занимается наука палеонтология, реконструирующая по найденным фрагментам их внешний вид, биологические особенности и среду обитания.
Для подтверждения своей гипотезы мне было необходимо определить найденные окаменелости и собрать дополнительные виды ископаемых, встречающихся на территории Московской области. С сентября этого года я являюсь членом кружка Палеонтологического института РАН. С кружком мы выезжали на местонахождения ископаемых на территории Раменского, Домодедовского и Луховицкого районов Московской области. Мне повезло – из каждой поездки я привозил окаменелости кораллов, брахиопод, аммонитов , гастропод, морских лилий. Трижды мои находки были выбраны руководителем кружка для коллекции Палеонтологического музея.
2.1. Методика исследования
Что же представляли собой найденные мной окаменелости, как давно они жили? Для ответов на эти вопросы я воспользовался специальной литературой.
Возраст ископаемых в палеонтологии определяется по геохронологической шкале – летописи возникновения и развития жизни на Земле. Согласно этой шкале время существования Земли разделено на два главных интервала (эона): Фанерозой и Докембрий (Криптозой). Криптозой - время скрытой жизни, когда существовали только мягкотелые организмы, не оставлявшие следов в осадочных породах. Фанерозой начался с появлением моллюсков и других организмов, останки которых сохраняются до наших дней.
Найденные мной кораллы относятся к карбоновому периоду, средне - и раннекарбоновым эпохам. Их возраст от 354 до 300 млн. лет. Среда обитания кораллов - тёплые тропические моря, где температура воды не ниже 20 °C.
Брахиоподы, найденные в Домодедовском районе, так же относятся к среднекарбоновой эпохе. Брахиоподы или плеченогие – беспозвоночные морские животные, обитающие на дне. Широко распространены до настоящего времени на морских мелководьях от тропических до полярных областей.
Аммониты - головоногие моллюски со спирально закрученными раковинами. Назвали аммонитов в память о египетском боге Аммоне, которого изображали с головой и рогами барана. Аммониты, найденные мной в Луховицком районе, относятся к среднеюрской эпохе и имеют возраст от 165 до 170 млн. лет. Известно, что существовали гигантские аммониты, которые с трудом поместились бы в современной квартире. Аммониты - родственники ныне живущих головоногих моллюсков, таких как кальмары и наутилусы, которые и сейчас обитают в тёплых морях.
Морские лилии - вопреки своему названию являются донными животными из класса иглокожих, напоминающими по форме цветок. На удивление это хищники! Сейчас в мире известно около 700 видов морских лилий. Наиболее разнообразны морские лилии на мелководьях тропических морей.
Найденные мной стебли морских лилий относятся к карбоновому периоду, средне - и раннекарбоновым эпохам. Их возраст от 354 до 300 млн. лет.
В Раменском районе, недалеко от поселка Гжель, мной были найдены раковины морских гребешков, устриц, гастропод (или улиток). Все они относятся к средне-верхнему юрскому периоду и имеют возраст около 160 млн. лет. Такие моллюски живут в теплых морях до сих пор.
3. Заключение.
Таким образом, морские организмы, живущие в мало изменяющихся условиях и ведущие сходный образ жизни на протяжении миллионов лет, позволяют нам подтвердить гипотезу о существовании на территории Московской области теплого моря в ранней и средней карбоновых эпохах и в средней и верхней юрских эпохах, то есть 360-300 и 180-150 млн. лет назад.
Разгадывать палеонтологические загадки - занятие очень увлекательное и я не собираюсь останавливаться. В мои планы входит продолжение исследования ископаемой флоры и фауны Подмосковья.
Литература
1. Во мгле времен: Научно-популярный очерк. – М.: Дрофа, 2002. – 112 с.
2. Морозов пособие по сбору и определению ископаемой фауны мезозоя Подмосковья. - М.: Московская городская станция юных натуралистов. 2003 г.
3. Морозов губки, кишечнополостные, моллюски и мшанки карбона русской платформы. Методические указания по сбору и определению ископаемой фауны Подмосковья. - М.: Московская городская станция юных натуралистов. 2006 г.
5. Удивительная палеонтология: история земли и жизни на ней / . - М.: ЭНАС, 20с.
Недавно палеонтологи, используя новейшие технологии, обнаружили в отложениях, возраст которых 95 миллионов лет, змею. Да не просто змею, а с… задними ногами. Это открытие позволило установить предка змей, а также выяснить, каким образом данные рептилии утратили ноги в процессе эволюции, что до сих пор было одной из загадок палеонтологии.
Данные окаменелости, возраст которых составляет 95 миллионов лет, были найдены еще в 2000 году в ливанской деревушке Аль-Наммура. Останки принадлежали змее Eupodophis descouensi. Эта рептилия достигала 50 сантиметров в длину. Извлеченные останки передали в Музей естественной истории (Париж) для дальнейших исследований.
И вот недавно группа ученых под руководством доктора Александры Уссе, используя рентгеновские лучи, провела послойное сканирование образца и на основании его результатов построила компьютерную модель изучаемого объекта в 3D-формате. Выяснилось, что у данной змеи были задние конечности, хотя и весьма редуцированные.
На изображении достаточно четко видно, что внутреннее устройство костей лап древних змей в значительной мере напоминает устройство ног современных наземных ящериц. Правда, бедра и голени Eupodophis descouensi весьма укорочены, также имеются кости лодыжки, а вот ступня и пальцы уже отсутствуют. Причем у экспоната оставалась на свободе только одна нога, а вторая была скрыта в камне, однако рентгеновское обследование смогло показать ученым и ее. Поскольку обе ноги устроены одинаково, можно смело считать, что отсутствие некоторых частей конечности — это не результат травмы или уродства, а показатель начала редукции лап у змеиных предков.
"Открытие внутренней структуры задних конечностей Eupodophis позволяет исследовать процесс регресса конечностей в процессе эволюции змей. В настоящее время существует только три ископаемых змеи с сохранившимися задними конечностями и утраченными передними. Их относят к трем разным группам — это Haasiophis , Pachyophis и Eupodophis . У других известных ископаемых групп змей конечности не сохранились. Тем не менее, исходя из их анатомического строения, считается, что у них конечности все-таки были, однако потом исчезли.
Теперь мы можем даже сказать, как, скорее всего, происходила подобная редукция. Данные исследования показывают, что утрата предками змей конечностей не является результатом каких-то анатомических изменений строения костей, а, скорее всего, была связана с сокращением периода роста. Из-за каких-то генетических изменений лапы не успевали полностью сформироваться в эмбриональном периоде, вот змеи и появлялись на свет с немножко "недоделанными" ногами", — говорит руководитель группы, палеонтолог Александра Уссе.
Кстати, подобная версия подтверждается и исследованиями отечественных эмбриологов. Не так давно, исследуя так называемые Нox-гены (это гены, отвечающие за формирование тела зародыша на ранних этапах развития) змей и ящериц, ученые обнаружили, что у последних отсутствует ген Hox-12а, а также несколько изменены Hox-13а и Hox-13b. Известно, что именно эти гены отвечают за формирование заднего конца тела рептилий, а также за появление и развитие задних конечностей. Произошедшая мутация, в результате которой один из генов исчез полностью, видимо, привела к тому, что задние лапы перестали нормально развиваться, а изменение двух его "соседей" — к полному исчезновению этих конечностей.
Тем не менее, вопрос о происхождении змей до сих пор остается одним из самых таинственных в палеонтологии. Ученые считают, что эти рептилии произошли около 150 миллионов лет назад от какой-то группы ящериц. До сих пор непонятно, что это была за группа, а также то, почему змеи стали длинными и безногими.
Согласно одной точке зрения, утрата конечностей связана с переходом к водному образу жизни. В воде лапы не нужны, там гораздо выгоднее двигаться, змееобразно изгибая тело. Подтверждением данной версии служит то, что одна из древних двулапых змей, Pachyophis, была водным животным.
Недостатками этой версии служит тот факт, что среди примитивных змей нет тех, кто обитает исключительно в воде, такие появляются лишь среди продвинутых представителей группы, например, морские змеи (Hydrophiinae ). Кроме того, в палеонтологической летописи змеи крайне редко встречаются в морских и пресноводных отложениях, что довольно странно, так как фауна в подобных захоронениях сохраняется на несколько порядков лучше, чем в наземных, да и попадаются они чаще. Также против этой версии говорит еще и то, что кроме отсутствия конечностей никаких других приспособлений к жизни в воде у примитивных змей нет.
Согласно другой гипотезе, предки змей были роющими ящерицами, утратившими конечности из-за того, что под землей от них больше вреда, чем пользы. Эту версию подтверждает то, что примитивные змеи из группы слепозмеек (Typhlopidae ) — действительно подземные животные. Роющий образ жизни, судя по всему, вели и ископаемые Haasiophis и Eupodophis . Также известно, что представители многих групп ящериц, например, сцинки (Scincidae ), безногие ящерицы (Anniellidae ), веретеницы (Anguidae ) или чешуеноги (Pygopodidae ), при переходе к роющему образу жизни также теряли конечности (при этом не известен ни один случай утраты лап у водных ящериц).
Так что, скорее всего, предки змей действительно вели роющий образ жизни. Именно поэтому им понадобилось длинное тело (легче протискиваться сквозь грунт). Также в связи с этим они постепенно лишились наружных отверстий ушей (что бы земля не забивалась), конечностей и подвижных век (под землей в них нет надобности, во влажной почве глаза не высыхают), а взамен приобрели прозрачную пленку, образованную из сросшихся век, защищающую глаз (поэтому-то и кажется, что змея нас гипнотизирует, взгляд у нее неподвижен).
Довольно долго предками змей считались ящерицы из группы варанов (Varanidae ). Эти ящерицы, как и змеи, имеют длинный и подвижный язык, сильно развитый отвечающий за хеморецепцию орган Якобсона, дополнительное подвижное сочленение ветвей нижней челюсти, а также схожее со змеями строение позвонков. Кроме того, обитающие в Индонезии безухие вараны (Lanthanotidae ), как это видно из их названия, так же как и змеи, лишены наружных ушных отверстий. Тем не менее, детали строения черепа у варанов и змей сильно различаются, а кроме того, молекулярный анализ ДНК показывает, что обе эти группы весьма далеки друг от друга. Также против этой версии свидетельствует еще и то, что среди варанов нет (и, судя по всему, никогда не было) представителей, ведущих полностью подземный образ жизни.
А вот с другой группой современных ящериц, называемых гекконами (Gekkonidae ), у змей куда больше общих черт строения (о том, кто такие гекконы и чем они знамениты, читайте в статье "Секреты ночных скалолазов "). В частности, черепа змей и гекконов полностью лишены височных дуг (образованных скуловыми костями) и имеют подвижное сочленение костей нижней челюсти. Веки у многих гекконов, так же как и у змей, срослись и образовали прозрачную внешнюю оболочку глаза. И, наконец, среди этих ящериц есть те, кто ведет роющий образ жизни.
Наиболее характерными здесь являются представители подсемейства чешуеногов, которое уже упоминалось выше. Его представители, обитающие в Австралии и на Новой Гвинее, обладают змееобразно вытянутым туловищем и по внешнему виду чрезвычайно напоминают змей. Это сходство подчеркивается также отсутствием передних и значительной редукцией задних конечностей, имеющих обычно вид коротких, оканчивающихся иногда когтями чешуйчатых выростов, а также отсутствием наружных отверстий ушей. Конечно, вряд ли именно чешуеноги были прямыми предками змей, однако, судя по всему, это одни из их самых близких родственников.
Кроме того, данные молекулярных исследований также говорят о том, что по строению ДНК самыми близкими родственниками змей являются именно гекконы.
Согласно этим данным, гекконы и змеи отделились от прочих чешуйчатых 180 миллионов лет назад, а разделение этих групп произошло чуть позже, примерно 150-165 миллионов лет назад. То есть примерно тогда, когда, согласно данным палеонтологов, эта группа и возникла. Так что и тут все сходится.
Итак, новая методика исследований помогла ученым заполнить пробел в истории пресмыкающихся и решить одну из самых интригующих загадок эволюции. Надобно заметить, что палеонтологи вообще возлагают на эту методику большие надежды. Она позволяет получить снимки с разрешением в несколько микрон — в тысячу раз меньше, чем дает больничный томограф.
Вновь проанализировав данные о строении загадочного вымершего животного, ученые решили, что оно не может
Странные окаменелости, обнаруженные еще в середине ХХ в. на территории американского штата Иллинойс, стали началом одной из самых интересных загадок палеонтологии. В честь нашедшего первый образец Фрэ
23:10 28 февраля 2017Вновь проанализировав данные о строении загадочного вымершего животного, ученые решили, что оно не может быть рыбой, как считалось еще недавно. Загадка туллимонстра остается открытой.
Странные окаменелости, обнаруженные еще в середине ХХ в. на территории американского штата Иллинойс, стали началом одной из самых интересных загадок палеонтологии. В честь нашедшего первый образец Фрэнсиса Талли (Francis Tully) эти существа были названы «туллимонстрами», сегодня их известно несколько сотен. Останки датированы возрастом около 310 млн лет - в то время на этой территории располагалась богатая жизнью речная дельта. При этом строго классифицировать этих животных не удается.
Отпечатки мягкотелых туллимонстров слишком расплывчаты и неопределенны, поэтому палеонтологи выдвигают самые разные версии об их строении и облике, относя их порой то к моллюскам, то к членистоногим. В 2016 г. Виктория Маккой (Victoria McCoy) и ее соавторы описали их как родственников миног: «Туллимонстр - позвоночный», - называлась статья, опубликованная ими в Nature. «Туллимонстр - беспозвоночный», - спорит с этим новая статья, вышедшая в журнале Paleontology.
Туллимонстр может оказаться кем угодно / Lauren Sallan
Авторы прошлогодней статьи, изучив более чем тысячу останков туллимонстров, отметили светлую полосу, идущую вдоль середины тела, как нотохорд, примитивный позвоночник. Некоторые другие детали напомнили ученым жаберные мешки и зубы, также характерные для позвоночных - точнее говоря, бесчелюстных рыб, родственников современных миксин и миног.
Авторы новой статьи оспаривают эти трактовки. Лорен Саллан (Lauren Sallan) из Университета Пенсильвании и ее коллеги отмечают, что положение элементов, которые были приняты за жаберные мешки, показывает, что они вряд ли могли участвовать в дыхании. Не согласуется со строением позвоночного и расположение детали, которую идентифицировали в качестве печени. В своей работе Саллан и ее соавторы обратились к анатомии глаз туллимонстра.
Интерпретация туллимонстра: позвоночное / Nobu Tamura
Они имели уже достаточно сложное строение и содержали меланосомы - клетки, накапливающие пигмент меланин. Однако форма глаз туллимонстра была еще самой примитивной, чашевидной, лишенной линзы-хрусталика. «Проблема в том, что если у них чашевидные глаза, то они не могут быть позвоночными, - говорит Лорен Саллан, - поскольку у всех позвоночных глаза более сложные, либо упростились уже вторично. При этом такие глаза есть у множества других существ - примитивных хордовых, моллюсков и некоторых червей».
Не нашлось у туллимонстров и аналогов некоторых других структур, имеющихся у морских позвоночных, - следов слуховой капсулы, которая служит животным для поддержания баланса, и боковой линии, органа чувств. «Можно было бы ожидать, что хотя бы в некоторых останках из них они сохранятся, - подчеркивает Саллан. - Получается, что у этих созданий есть то, чего не должно быть у позвоночных, но нет того, что наверняка должно было бы быть и сохраниться».
Отпечаток туллимонстра в Музее естественной истории в Милане / Wikimedia Commons
Таким образом, авторы вновь анализируют старые данные и делают предположение о том, что туллимонстр относился все-таки к какой-то группе беспозвоночных. При этом никаких новых исследований не проведено, и многие специалисты отмечают, что тайна остается тайной - ни на моллюска, ни на червя, ни на членистоногое странное существо тоже совсем непохоже.
Эта загадка не давала покоя палеонтологам 150 лет. Нечто, именованное Prototaxites, нельзя было уверенно отнести не то что к семейству или роду, но ни к одному биологическому царству. Лишь в наши дни анализ окаменелостей позволил, кажется, определиться-таки с этим гигантским созданием древней Земли, отчего, впрочем, оно не перестало быть крайне удивительным.
История Prototaxites — прекрасный пример того, что видеть и понять — что же ты видишь, как говорится, две большие разницы. Американский учёный Доусон (J.W. Dawson), первым описавший это загадочное создание (в 1859 году), полагал, что это окаменелости гнилой древесины, как-то связанной с нынешними тисами (Taxus), потому и дал им название Prototaxites. Только вот до настоящих тисов этому созданию было "топать и топать", ведь распространён Prototaxites был хоть и по всей Земле, но только 420-350 миллионов лет назад.
В конце девятнадцатого столетия учёные стали думать, что это была морская водоросль, точнее — коричневая морская водоросль, и это мнение укрепилось, надолго попав в энциклопедии и учебники. Хотя представить себе нечто подобное водоросли (или колонии водорослей?), выросшее в виде "ствола" шести-, а иной раз и девятиметровой высоты — трудновато.
Между прочим, Prototaxites был крупнейшим организмом на суше в то время: позвоночные только-только стали появляться, так что вокруг странного высокого "столба" бегали бескрылые насекомые, многоножки, да ползали черви.
Первые же сосудистые растения, далёкие предки хвойных и папортниковых, пусть и появились на 40 миллионов лет раньше, тем не менее, в момент, когда на Земле обосновались Prototaxites (в раннем девоне), ещё не поднимались выше метра.
Кстати, о размерах. В Саудовской Аравии был найден образец Prototaxites длиной 5,3 метра, который имеет диаметр 1,37 метра в основании и 1,02 метра на другом конце. В штате Нью-Йорк откопали ствол длиной 8,83 метра с диаметром 34 сантиметра на одном конце и 21 сантиметр на другом. Сам же Доусон описал экземпляр из Канады — длиной 2,13 метра и максимальным диаметром в 91 сантиметр.
Что ещё важно отметить в отношении строения Prototaxites. У него нет таких клеток, какие есть у растений. Но есть очень тонкие капилляры (трубки) диаметром от 2 до 50 микрометров.
В наши дни учёные, опираясь на результаты многолетних исследований данного представителя древнего живого мира, выдвинули новые версии. Одни специалисты, начиная с Франциса Хюбера (Francis Hueber) из американского национального музея естествознания (Smithsonian Institution, National Museum of Natural History), склонились к тому, что Prototaxites является плодоносящим телом огромного гриба; другие — к тому, что это огромный лишайник. Последнюю версию, со своими аргументами, выдвинул Марк-Андре Селозе (Marc-Andre Selosse) из университета Монпелье (Universite de Montpellier II).
Один из горячих сторонников версии о грибе — Чарльз Кевин Бойс (Charles Kevin Boyce), ныне работающий в университете Чикаго (University of Chicago). Он выпустил несколько работ, посвящённых детальному изучению Prototaxites
Бойс не устаёт удивляться этому созданию. "Независимо от того, какие аргументы вы выдвигаете, всё равно получается что-то сумасшедшее, — говорит исследователь. — Гриб в 20 футов высотой не имеет никакого смысла. Ни одна морская водоросль не даст 20 футов высоты. Но вот она — окаменелость — перед нами".
Недавно Францис Хюбер закончил титаническую работу: собрал множество экземпляров Prototaxites из разных стран и сделал сотни тончайших срезов, выполнив тысячи их фотографий. Анализ внутренней структуры показал, что это — гриб. Однако учёный был разочарован тем, что не смог найти характерные репродуктивные структуры, которые явно указали бы всем, что, мол, это действительно гриб (что придало уверенности противникам Хюбера из "стана лишайников").
Последнее (по времени, но явно не последнее в истории Prototaxites) доказательство грибной сущности странного организма девонского периода — это статья Хюбера, Бойса и их коллег в журнале Geology.
"Большой спектр найденных изотопов трудно примирить с аутотрофным метаболизмом, но зато он согласуется с анатомией, указывающей на гриб, и с предположением, что Prototaxites был гетеротрофным организмом, жившим на субстрате, богатом различными изотопами", — пишут авторы статьи.
Говоря проще, растения получают свой углерод из воздуха (из углекислого газа), а грибы — из почвы. И если все растения одного вида и одной эпохи покажут одно и то же соотношение изотопов, у грибов оно будет зависеть от того места, на котором они растут, от рациона то есть.
Кстати, анализ соотношения изотопов углерода в разных экземплярах Prototaxites помогает сейчас учёным воссоздать и родные экосистемы этого древнего создания. Поскольку одни его экземпляры, похоже, "ели" растения, другие пользовались в качестве пищи микробным сообществом почвы, третьи, возможно, получали питательные вещества из мхов.
О загадке большого роста палеозойского гриба рассуждает соавтор данного исследования, Кэрол Хоттон (Carol Hotton), из Смитсонианского музея естествознания: она считает, что большие размеры помогали грибу дальше распространять свои споры — по разрозненным болотцам, хаотично разбросанным по пейзажу.
Ну а на вопрос, как этот гриб вырастал до таких чудовищных размеров, учёные отвечают просто: "Медленно". Ведь съесть этот гриб в то время было некому.
Но что делать? Срезы окаменелостей упорно "не хотели" напоминать срезы деревьев, да и вообще — на растение не были похожи. Кольца на срезах, кстати, там наблюдаются, но это не годовые кольца деревьев.
