Палеоэкология

Палеоэкология (также называемая палеоэкология ) — это изучение взаимодействий между организмами и/или взаимодействий между организмами и их средой в геологических временных масштабах . Как дисциплина палеоэкология взаимодействует, зависит и информирует различные области, включая палеонтологию , экологию , климатологию и биологию .

Палеоэкология возникла из области палеонтологии в 1950-х годах, хотя палеонтологи проводили палеоэкологические исследования с момента создания палеонтологии в 1700-х и 1800-х годах. Палеоэкология , сочетающая исследовательский подход к поиску окаменелостей с теоретическим подходом Чарльза Дарвина и Александра фон Гумбольдта , началась с того, что палеонтологи начали изучать как открытые ими древние организмы, так и реконструированную среду, в которой они жили. Визуальные изображения прошлых морских и наземных сообществ считаются ранней формой палеоэкологии. Термин «палеоэкология» был введен Фредериком Клементсом в 1916 году.

Обзор палеоэкологических подходов

• Классическая палеоэкология использует данные окаменелостей и субфоссилий для реконструкции экосистем прошлого. Он включает в себя изучение ископаемых организмов и связанных с ними останков (таких как раковины, зубы, пыльца и семена), что может помочь в интерпретации их жизненного цикла , живых взаимодействий, природной среды , сообществ, а также способа смерти и захоронения. Такие интерпретации помогают реконструкции окружающей среды прошлого (т.е. палеосреды). Палеоэкологи изучили летопись окаменелостей , чтобы попытаться прояснить связь животных с окружающей средой, отчасти чтобы помочь понять современное состояние биоразнообразия . Они выявили тесные связи между таксономическим и экологическим разнообразием позвоночных, то есть между разнообразием животных и занимаемыми ими нишами . Классическая палеоэкология представляет собой преимущественно редукционистский подход: ученые проводят детальный анализ относительно небольших групп организмов в более короткие геологические сроки.
• Эволюционная палеоэкология использует данные окаменелостей и другие данные для изучения того, как организмы и их среда обитания меняются с течением времени. Эволюционные палеоэкологи придерживаются целостного подхода, рассматривая изменения как организма, так и окружающей среды, учитывая физические и химические изменения в атмосфере, литосфере и гидросфере с течением времени. Изучая закономерности эволюции и вымирания в контексте изменений окружающей среды, эволюционные палеоэкологи могут изучать концепции уязвимости и устойчивости видов и окружающей среды.
• Сообщество палеоэкологии использует статистический анализ для изучения состава и распределения групп растений или животных. Определив, как связаны между собой растения и животные, местные палеоэкологи могут исследовать структуры древних сообществ организмов. Достижения в области технологий помогли продвинуть эту область за счет использования физических моделей и компьютерного анализа.

Основные принципы

Хотя функции и взаимоотношения ископаемых организмов невозможно наблюдать напрямую (как в экологии), ученые могут описывать и анализировать как отдельных людей, так и сообщества с течением времени. Для этого палеоэкологи делают следующие предположения:

• Все организмы адаптированы и ограничены определенной средой обитания и обычно приспособлены к определенному образу жизни.
• По сути, все организмы зависят от другого организма, прямо или косвенно.
• Ископаемые или физические записи по своей сути неполны: геологическая летопись носит избирательный характер, и некоторые среды с большей вероятностью сохранятся, чем другие. Тафономия , влияющая на чрезмерную или недостаточную представленность окаменелостей, является чрезвычайно важным фактором при интерпретации комплексов ископаемых.
• Униформизм — это концепция, согласно которой процессы, происходившие в геологическом прошлом, такие же, как те, которые наблюдаются сегодня. В палеоэкологии в качестве методологии используется униформитаризм: палеоэкологи делают выводы о древних организмах и окружающей среде на основе аналогий, которые они находят в настоящем.

Палеоэкологические методы

Zygospira Modeta — атрипидные брахиоподы , сохранившиеся в исходном положении на трепостоме мшанки ; Цинциннат (верхний ордовик ) юго-восточной Индианы.

Цель палеоэкологии — построить максимально подробную модель среды обитания ранее живых организмов, обнаруженных сегодня в виде окаменелостей. Процесс реконструкции окружающей среды прошлого требует использования архивов (например, последовательностей отложений), заменителей (например, микро- или мега-окаменелостей и других характеристик отложений, которые предоставляют данные о биоте и физической среде) и хронологии (например, получение абсолютной (или относительной) датировки событий в архиве). Такая реконструкция учитывает сложное взаимодействие факторов окружающей среды, таких как температура, запасы пищи и степень солнечного освещения. Часто большая часть этой информации теряется или искажается в результате процесса окаменения или диагенеза вмещающих отложений, что затрудняет интерпретацию.

Некоторые другие косвенные данные для реконструкции окружающей среды прошлого включают древесный уголь и пыльцу, которые синтезируют данные о пожарах и растительности соответственно. Обе эти альтернативы можно найти в озерах и торфяниках, и они могут предоставить информацию с разрешением от среднего до высокого. Это хорошо изученные методы, часто используемые в палеоэкологической области.

Фактор сложности окружающей среды обычно решается посредством статистического анализа имеющихся числовых данных (количественная палеонтология или палеостатистика ), в то время как изучение посмертных процессов известно как область тафономии .

Четвертичный период

Поскольку четвертичный период хорошо представлен в географически обширных записях с высоким временным разрешением, многие гипотезы, возникающие в результате экологических исследований современной окружающей среды, могут быть проверены в тысячелетнем масштабе с использованием палеоэкологических данных. Кроме того, такие исследования предоставляют исторические (доиндустриальные) исходные данные о видовом составе и режимах нарушений для восстановления экосистем или предоставляют примеры для понимания динамики изменения экосистем в периоды крупных изменений климата. Палеоэкологические исследования используются для обоснования усилий по сохранению, управлению и восстановлению. В частности, палеоэкология, ориентированная на пожары, является информативной областью исследований для землепользователей, стремящихся восстановить пожарные режимы экосистем.

См. также

• Историческая экология
• Палеогеография
• Палеолимнология
• Палинология
• Палеогеография, Палеоклиматология, Палеоэкология (рецензируемый журнал)

Библиография

• Фокс Д. «Копай глубже» . Сохранение на практике . 7 (3): 15–21. Архивировано из оригинала 10 февраля 2007 г.
• Тейлор, П.Д. и Уилсон, Массачусетс, 2003. Палеоэкология и эволюция сообществ морского твердого субстрата. Обзоры наук о Земле 62: 1–103. wooster.edu
• Акоста и др ., 2018. Изменение климата и заселение Неотропиков в период плейстоцен-голоценового перехода. Бюллетень Мексиканского геологического общества. http://boletinsgm.igeolcu.unam.mx/bsgm/index.php/comComponent/content/article/368-sitio/articulos/cuarta-epoca/7001/1857-7001-1-acosta