Палеонтология

Палеонтология – қазба организмдер туралы ғылым. Ол қазба организмдер түрінің құрамын, морфологиясы мен өзгергіштігін зерттеп, олардың тіршілік еткен уақыты мен түрдің таралу ареалын және көне организмдер тіршілігінің ерекшеліктері мен олардың қоршаған ортамен ара қатынасын анықтайды, жануарлар мен өсімдіктер ірі топтарының жүйеленуі мен эволюциясының мәселелерін шешеді.

Палеонтология өз кезегінде палеозоология мен палеоботаникаға бөлінеді. Палеозоология өткен геологиялық замандардағы жануарлар әлемін зерттеп, омыртқалылар палеозоологиясы мен омыртқасыздар палеозоологиясына жіктеледі. Өлшемдері өте кішкентай органикалық қалдықтар (қарапайымдар, конодонттар, остракодтар және т.б.) микропалеонтологияның нысандары болса, ал ежелгі өсімдіктердің споралары мен тозаңдары – палинологияның нысандары.

Қазба организм қалдықтары (фоссилиялар) көбінесе таснұсқалар деп аталады. Олар ежелгі организмдердің қаңқасы мен оның бөліктері, ішкі және сыртқы ядролары, таңбалары, тіршілік іздері (биоглифтер) болып табылады. Қазба организмдердің сақталуы көптеген факторларға байланысты, олардың негізгілері: физикалық-географиялық пен климаттық жағдайлар, тасымалдану сипаты мен шөгіндінің типі. Фоссилиялар жақсы сақталу үшін ең қолайлы жағдайлар сулы ортаға тән, сондықтан қазба организм қалдықтарының көпшілігі теңіз жағдайларын сипаттайды.

Палеонтология ғылыми пән ретінде тарихи геологиямен бір уақытта және өте тығыз байланыста пайда болды. Бұл ғылымның негізін қалаушы Ж.Кюве (1796–1832) саналады. Ол апатттар теориясын қалыптастырған. Ч.Лайель (1797–1875) өзінің “Геология принциптері” атты еңбегінде осыған дейін жинақталған көп фактілік материалды талдау арқылы униформизм принциптері теориясын жасады. Ч.Дарвин (1809–1882) түрлердің өзгергіштігі мен олардың ара қатынасын анықтап, органикалық әлемнің эволюция жолдарын түсіндірген. Эволюция теориясын ары қарай басқа ғалымдар жалғастырды.

Бірклеткалылар

Protozoa типі. Ең  қарапайымдар – оларға өлшемдері микроскопиялық, денелері протоплазмадан, бір немесе бірнеше ядродан тұратын бір клеткалы организмдер жатады. Қарапайымдардың клеткасы қабықша ішінде болаып, ол барлық тіршілік функциясын атқарады. Қаңқа протоплазмадан қалыптасып, органикалық және минералдық заттан тұрады.

Қарапайымдар типі бес класқа жіктеліп, олар құрылысының ерекшеліктері, қозғалыс органдары, ядросы мен протоплазмасы бойынша бөлінеді. Қазба қарапайымдардың көпшілігі ең көп геологиялық мәнге ие болған саркодилықтар класына бөлінеді.

Sarcodina класы. Саркодилықтар арасында геологиялық мәнге радиолярийлер мен фораминиферлер ие, олардың таужыныс жасаушы маңызы бар.

Radiolaria класшасы. Радиолярийлер арасында 7000-ға дейін түр белгілі, олардың 1000-нан астамы қазба түрлер. Радиолярийлерге микроскопиялық планктондық теңіз организмдері жатады. Жарғақтардың өлшемдері 40–50 мкм-нан 1 мм-ге дейін өзгереді. Радиолярийдің қаңқасы күрделі сфера пішінді, центрінен таралатын бір-біріне салынған торлы элементтер мен ұзын радиал инелерден (спикулалардан) тұрады. Радиолярий қаңқасының басты функциясы – планктондық жағдайдағы тіршілікті қамтамасыз ету. Жарғақтардың көпшілігі қазба күйде сақталатын кремнийлі қаңқадан тұрады. Радиолярийлердің көпшілігі жылы теңіздерде тіршілік етеді, олардың қаңқасының жаппай шоғырлануы мұхиттың тропик зоналарында орналасады (тереңсулық радиолярийлі ұйық).

Foraminifera класшасы. Фораминиферлерге саркодилердің көпшілігі жатады. Олардың жарғақтарында бір немесе көп ұсақ тесіктер болады. Солар арқылы өте жіңішке жіп сияқты псевдоподийлер шығады. Фораминерлердің негізгі массасы теңіз түбіндегілерге жатады, шамалы бөлігі – планктон пішінді. Олардың қалдығы кембрий түзілімдерінде табылған. Фораминиферлердің тіршілік еткен уақыты – бордан қазірге дейін. Типтік өкілі Nummulites тегі (палеоген). Фораминиферлер тұздылығы қалыпты теңіздерде тіршілік етеді (стеногалиндік формалар).

Қарапайым көпклеткалылар

Қарапайым көпклеткалыларға губкалар мен археоциаттар жатады. Spongia типі. Губкалар – негізінен теңіз суы организмдері, олар бекітілген бентосқа жататын жекелеген немесе колониялықтар. Бұл қарапайым көп клеткалы формаларда нағыз тіндер де, жекеленген органдар да болмайды. Губкалардың таснұсқалары вендтен бастап қазіргі уақытқа дейінгі түзілімдерде табылады.

Губкалардың денесі сыртқы жамылғыдан, ішкі таспалық эпителийден және олардың аралығындағы құрылымсыз массадан (мезоглея) жаралып, оларды қаңқа ұстап тұрады. Колониялық губкалар жалпақ, сауыс, қабыршақ, бұта тәрізді болады. Денелерінің өлшемі бірнеше миллиметрден 2–3 метрге дейін жетеді.

Көптеген зерттеушілер губкаларды үш класқа бөледі. әкті (Calcispongia), кәдімгі (Demospongia) және алты сәулелі (Hexactinellida).

Archaecyathi типі. Археоциаттарға теңіз түбіне бекітілген жекелеген және колониялық организмдер жатады. Олардың қаңқасы кеуек карбонатты, кубок пішініне ие. Кубоктың өлшемдері: диаметрі 3–5 мм-ден 300–500 мм-ге дейін, биіктігі диаметріне пропорционал болады да әдетте 6–10 мм-ден 80–150 мм-ге дейін жетеді. Археоциаттар көбінесе өкшелерінің көмегімен (тұтас, түтікше, пластиналық) грунтқа өсіп шығады. Жекелеген археоциаттар конус, цилиндр, воронка немесе саңырауқұлақ пішінді болады, ал колониялық археоциаттар шомбал немесе тарамдалған қаңқаға ие. Археоциаттардың қаңқасы әдетте екі қабырғадан тұрады. Бұл жануардың ішкі бөлігінің ортасы қуыс болады. Қаңқасының сипаты бойынша археоциаттардың екі класы бөлінеді: дұрыс (Regulares) және бұрыс (Irregulares).

Trilobitomorpha типшесі. Трилобит тәрізділер

Трилобит тәрізділер арқа сауыты көлденеңінен үш мүшелі, қазір жойылып кеткен теңіз жануарларын біріктіреді. Трилобит тәріздінің шырқау дамуы бастапқы палеозойда болған. Палеозойдың соңында олар жойылып кеткен. Олар үш класқа бөлінеді, соның ішінде ең көп таралғаны және геологиялық маңыздысы трилобиттер класы.

Trilobita класы. Трилобиттер (үш бөлімділер) – палеозой теңіз аяқтылары, олардың ұзыншақ екі жақты-симметриялы денесі арқа жағынан үш бөлек жалпайған сауытпен жабылған. Үш қабат сауыт бас, дене және құйрық бөлімдерінен тұрады. Қарыны жұмсақ жарғақ – мембрамен көмкерілген. Трилобиттердің ас қорыту, зәр шығару, қан айналым, жүйке, жыныс жүйелері жақсы дамыған. Аяқ-қолдары жетілмеген, екі тармақты. Көздері қарапайым және күрделі (фасеталық және агрегаттық), олар бас қалқанында орналасқан. Құйрық бөлімі (пигидий) бір-бірімен жымдасқан сегменттерден жаралған, олардың саны біреуден отызға дейін жетеді. Трилобиттердің сауыты үш қабатты құрылысты.

Негізінен микропланктондармен немесе су түбіндегі тұнбалармен қоректенген. Қауіп төнгенде жиырылып қалады. Трилобиттердің 2 мыңнан астам туысы, 10 мыңдай түрі белгілі. Бұлар 2 отрядқа бөлінеді:

1. миомерлер (агноститтер)
2. полимерлер.

Трилобиттердің қазба қалдықтары кембрийдің алғашқы кезінен табылған, олардың ең көп тараған кезеңі – кембрийдің соңы, палеозойдың соңында жойылып біткен.Трилобиттер — палеонтологияда: құрып біткен теңіз буынаяқтыларының класы; теңіз түбінде тіршілік еткендері де, нектонды және планктонды түрлері де болған; кембрийден пермьге шейін тіршілік еткен.

Қазақстанда Кіші Қаратау жотасындағы Үшбас, Көксу өзендерінің орта ағысы мен Жаңатас ашық кенішінің солтүстік бөлігіндегі төменгі кембрий шөгінді жыныстарынан Трилобиттердің 7 тұқымдасы, 8 туысқа жататын 35 түрі табылды. Трилобиттердің төменгі палеозой стратиграфиясын анықтауда маңызы зор.

Планктон (гр. plаnktos— кезбе) — теңіздің, су айдындарының әр түрлі тереңдігінде мекендейтін және суда қалқып тіршілік ететін, су ағынына төтеп бере алмайтын организмдер жиынтығы.

Тұщы су планктоны — көл планктоны (лимнопланктон) және өзен планктоны (потамопланктон) деп ажыратылады. Тұщы су зоопланктонында ескекаяқты және бұтақмұртты шаяндар мен коловреткалар көп болады. Теңіз зоопланктонында негізінен шаянтәрізділер, қарапайымдар, ішекқуыстылар, моллюскалар, т.б. омыртқасыздар басым келеді. Фитопланктон фотосинтез процесі жақсы жүретін судың жоғары қабатын, негізінде 50 — 100 м тереңдікті мекендейді. Ал бактериялар және зоопланктондар судың барлық қабатында кездеседі. Теңіз фитопланктоны диатомдық балдырлардан, талшықтылардан; ал тұщы суда диатомдық, көк-жасыл, жасыл балдырлардың кейбір түрлерінен тұрады. Фитопланктон — судағы гетероторфты жануарлар мен бактериялар қоректенетін негізгі продуцентті органикалық зат. Бұлардың су айдындарында көп болуы — су қабаттарындағы биогенді заттарға (фосфат, азотты қосылыстар, т.б.) байланысты. Судағы планктон мөлшері олармен қоректенетін жануарлар, су ағысы, жыл мерзімі, т.б. көптеген жағдайларға байланысты бірнеше км-ден бірнеше м-ге дейін өзгеріп отырады. Планктон шектен тыс көбейіп кетсе, су көк түске боялады, кейде улы заттар да түзіледі. Көптеген планктон жануарлар тұрақты түрде қоныс аударады (миграция), соның нәтижесінде судың беткі қабатындағы қоректік заттар су түбіне ауысады. Кейбір планктонды организмдер су айдындарының ластануының индикаторы болып есептеледі. Араларында кәсіптік маңызы бар түрлері де жеткілікті. Мысалы, креветкалар, мизидтер, крильдер (эвфаузиидті шаян), т.б.

Бентос (гр. benthos – тереңдік) — су қоймаларының түбіндегі организмдер жиынтығы. Өсімдіктер бентосы (фитобентос) тайыз жағалау зонада орналасады; жануарлар бентосы (зообентос) барлық тереңдікте болады. Бентос — көптеген балықтардың жемі. Мұхиттар мен теңіздердің, құрлықтағы суқоймасының түбіндегі саз-топырақ бетінде және арасында тіршілік ететін организмдер жиынтығы.

Жүзбеорганизм (грек nektos – жүзуші) - судың қалың қабатында ағысқа қарсы белсенді жүзетін организмдер жиынтығы. Өзендер мен көлдерде жүзбеорганизмдер негізінен балықтар. Теңіз экожүйелерінде жүзбеорганизмдер құрамына балықтарға қоса сүтқоректілер (киттер, дельфиндер), ұлулар (кальмарлар), құстар (пингвиндер), қосмекенділер (тасбақалар) кіреді. Кәсіпшілік маңызы бар теңіз жануарларының көпшілігі жүзбеорганизмдерге жатады.