разрыв Ромера
разрыв Ромера | ||||
−360 — – −355 — – −350 — – −345 — – −340 — – −335 — – −330 — – −325 — – −320 — – −315 — – −310 — – −305 — – −300 — – −295 — | ||||
Масштаб оси: миллионы лет назад.
Известные ареалы ископаемых.
| ||||
Пробел Ромера — это очевидный пробел в палеозойской четвероногих летописи окаменелостей , используемой при изучении эволюционной биологии и представляющей периоды , из которых археологи еще не нашли соответствующие окаменелости. Он назван в честь американского палеонтолога Альфреда Ромера , который впервые обнаружил его в 1956 году. [ 2 ] [ 3 ] Недавние открытия в Шотландии начинают заполнять этот пробел в палеонтологических знаниях. [ 4 ] [ 5 ]
Возраст
[ редактировать ]Разрыв Ромера длится примерно от 360 до 345 миллионов лет назад, что соответствует первым 15 миллионам лет каменноугольного периода , раннего Миссисипи (начиная с турнейского периода и переходя в визейский период ). Разрыв образует разрыв между примитивными лесами и высоким разнообразием рыб конца девона и более современными водными и наземными комплексами раннего каменноугольного периода. [ 6 ] [ 7 ]
Механизм разрыва
[ редактировать ]Были долгие споры о том, почему так мало окаменелостей этого периода времени. [ 6 ] Некоторые предполагают, что проблема заключалась в самой окаменелости того времени существовали различия , предполагая, что, возможно, в геохимии , которые не благоприятствовали образованию окаменелостей. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] Кроме того, экскаваторы могли просто копать не в тех местах. Существование истинного минимума разнообразия позвоночных подтверждается независимыми доказательствами. [ 6 ] [ 7 ] [ 9 ] однако недавние находки в пяти новых местах Шотландии выявили многочисленные окаменелости ранних четвероногих и амфибий . Они также позволили наиболее точно описать геологию этого периода. Эти новые данные свидетельствуют о том, что — по крайней мере локально — не было разрыва в разнообразии или изменений в геохимии кислорода. [ 4 ]
Хотя первоначальная наземная жизнь членистоногих уже началась задолго до разрыва, и некоторые четвероногие с пальцами могли выйти на сушу, существует удивительно мало наземных или водных окаменелостей, датируемых самим разрывом. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 10 ] Недавние работы по геохимии палеозоя предоставили доказательства биологической реальности разрыва Ромера как у наземных позвоночных, так и у членистоногих, и связали его с периодом необычно низкой концентрации кислорода в атмосфере , который был определен на основе своеобразной геохимии горных пород, образовавшихся во время разрыва Ромера. [ 6 ] Новые осадочные каротажи в формации Баллаган в Шотландии бросают вызов этому, предполагая, что кислород был стабильным на протяжении всего Ромерс-Гэпа. [ 4 ]
Водные позвоночные, к которым относится большинство четвероногих в каменноугольном периоде, [ 8 ] [ 10 ] восстанавливались после события Хангенберга , крупного события вымирания, которое предшествовало разрыву Ромера, такого же, как то, которое убило динозавров . [ 7 ] В ходе этого вымирания в конце девона большинство морских и пресноводных групп вымерло или сократилось до нескольких линий, хотя точный механизм вымирания неясен. [ 7 ] До этого события в океанах и озерах доминировали лопастеперые и панцирные рыбы, называемые плакодермами . [ 7 ] После разрыва современные лучепёрые рыбы , а также акулы и их родственники. доминирующими формами стали [ 7 ] В этот период также вымерли ихтиостегалии , первые рыбоподобные земноводные, у которых было более пяти пальцев. [ 7 ] [ 8 ]
Низкое разнообразие морских рыб, особенно панцирных хищников ( дурофагов твердопанцирных криновидных иглокожих. ), в начале разрыва Ромера подтверждается внезапным обилием в тот же период [ 9 ] Турне даже назвали «эпохой криноидей». [ 11 ] После того, как позднее в каменноугольном периоде количество лучепёрых рыб и акул, сокрушающих панцири, увеличилось, что совпало с окончанием разрыва Ромера, разнообразие криноидей с панцирем девонского типа резко сократилось, следуя образцу классического хищника-жертвы ( Лотка- жертва). Вольтерра ) цикл. [ 9 ] Появляется все больше свидетельств того, что двоякодышащие рыбы, стеблевые четвероногие и амфибии быстро восстановились и диверсифицировались в быстро меняющейся среде конца девона и Ромерс-Гэпа. [ 4 ]
Фауна разрыва
[ редактировать ]
Пробел в летописи четвероногих постепенно закрылся с открытием таких ранних четвероногих каменноугольного периода, как Pederpes и Crassigyrinus . Есть несколько мест, где были обнаружены окаменелости позвоночных, которые помогают заполнить этот пробел, например, карьер Восточный Кирктон в Батгейте , Шотландия, давно известное местонахождение окаменелостей, которое Стэнли П. Вуд вновь посетил в 1984 году и с тех пор обнаружение ряда ранних четвероногих в середине карбона; «Выкатились буквально десятки четвероногих: Balanerpeton ( темноспондил ), Silvanerpeton и Eldeceeon (базальные антракозавры ), все в множестве экземпляров, и один впечатляющий протоамниот, Westlothiana », Paleos Project. сообщает [ 12 ] В 2016 году в формации Баллаган было обнаружено пять новых видов: Perittodus apsconditus , Koilops herma , Ossirarus kierani , Diploradus austiumensis , Aytonerpeton microps . [ 4 ] Эти стеблевые четвероногие и амфибии свидетельствуют о раннем расколе между двумя группами и быстрой диверсификации в раннем карбоне . [ 4 ]
Однако материал четвероногих на самой ранней стадии каменноугольного периода, турне , остается скудным по сравнению с рыбами в тех же средах обитания, которые могут появляться в больших скоплениях погибших, и остается неизвестным до поздней стадии. [ 7 ] [ 8 ] Ихтиофауны турнейских стоянок по всему миру очень схожи по составу, содержат общие и экологически близкие виды лучепёрых рыб, ризодонтных лопастёрых рыб, акантодий , акул и голоцефаланов . [ 7 ]
Недавний анализ отложений Голубого пляжа в Новой Шотландии показывает, что «раннюю фауну четвероногих нелегко разделить на фауну девона и каменноугольного периода, что позволяет предположить, что некоторые четвероногие прошли через событие вымирания в конце девона незатронутыми». [ 13 ]
Места турнейской эпохи
[ редактировать ]В течение многих лет после того, как разрыв Ромера был впервые обнаружен, были известны только два места, где были обнаружены окаменелости четвероногих турнейского возраста; один находится в Восточном Лотиане , Шотландия, а другой — в Блю-Бич , Новая Шотландия , где в 1841 году сэр Уильям Логан , первый директор Геологической службы Канады, нашел следы четвероногих. [ 14 ] [ примечание 1 ] [ 15 ] В Блу-Бич есть музей окаменелостей, в котором представлены сотни турнейских окаменелостей, которые продолжают находить по мере того, как скала разрушается, открывая новые окаменелости. [ 16 ]
В 2012 году было объявлено об останках четвероногих возрастом 350 миллионов лет из четырех новых турнейских стоянок в Шотландии, в том числе останков примитивной амфибии по прозвищу «Риббо». [ 17 ] В 2016 г. в этих местонахождениях было обнаружено еще пять видов. [ 4 ] доказывая, что Шотландия является одним из самых важных мест в мире для понимания этого периода времени. [ 18 ]
Этими местами являются побережье Бернмута , берега Уайтэддер-Уотер возле Чирнсайда , реки Твид возле Колдстрима и скалы возле замка Танталлон рядом с заливом Ферт-оф-Форт . В этих местах известны окаменелости как водных, так и наземных четвероногих, что дает важные сведения о переходе между жизнью в воде и жизнью на суше. [ 19 ] и заполнение некоторых пробелов в пробеле Ромера. Эти новые места могут представлять собой более крупную фауну, поскольку все они расположены на небольшом расстоянии друг от друга и имеют много общего с соседним и современным местонахождением рыбного ложа Фоулдена (где четвероногих до сих пор не появилось). [ 7 ] [ 19 ] Как и в случае с карьером Ист-Кирктон , четвероногие на этих участках были обнаружены благодаря многолетним усилиям Стэна Вуда и его коллег. [ 19 ]
В апреле 2013 года ученые, связанные с Британской геологической службой (BGS) и Национальными музеями Шотландии, объявили о проекте TW:eed (Мир четвероногих: ранняя эволюция и диверсификация). В этом проекте участвуют сотрудники со всей Великобритании, и он направлен на сбор знаний о мире конца девона и раннего карбона. Одной из целей было пробурить непрерывную 500-метровую (1640 футов) скважину в неизвестном месте недалеко от Бервик-апон-Твид . В результате была получена полная выборка турнейских отложений размером в сантиметры без разрывов , что дает временную шкалу, на которой можно точно разместить открытия окаменелостей. [ 20 ] В самой последней статье, подготовленной командой TW:eed, они объявили о некоторых первоначальных результатах, полученных в ядре, в том числе об очевидном отсутствии кислорода в проходе Ромера. [ 4 ] Это говорит о том, что предыдущие теории о том, что низкий уровень кислорода является причиной разрыва Ромера, необходимо переоценить.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Смитсон, TR; Вуд, СП; Маршалл, JEA и Клак, JA (2012). «Самые ранние фауны четвероногих и членистоногих каменноугольного периода из Шотландии населяют Ромерс-Гэп» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 109 (12): 4532–4537. Бибкод : 2012PNAS..109.4532S . дои : 10.1073/pnas.1117332109 . ПМЦ 3311392 . ПМИД 22393016 .
- ^ Коутс, Майкл И.; Клак, Дженнифер А. (1995). «Разрыв Ромера: происхождение четвероногих и наземность» . Бюллетень Национального музея естественной истории . 17 : 373–388. ISSN 0181-0642 .
- ↑ К 1955 году (возможно, даже раньше), Ромер утверждает, что в отложениях раннего каменноугольного периода было обнаружено мало хороших окаменелостей четвероногих. См.: Ромер, Альфред Шервуд (представлено: 11 ноября 1955 г.; опубликовано: 28 июня 1956 г.) «Ранняя эволюция наземных позвоночных», Proceedings of the American Philosophical Society , 100 (3): 151-167; особенно см. стр. 166. Доступно в Интернете по адресу: JSTOR .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Клак, Дженнифер А.; Беннетт, Кэрис Э.; Карпентер, Дэвид К.; Дэвис, Сара Дж.; Фрейзер, Николас К.; Кирси, Тимоти И.; Маршалл, Джон Э.А.; Миллуорд, Дэвид; Отоо, Бенджамин К.А.; Ривз, Эмма Дж.; Росс, Эндрю Дж.; Рута, Марчелло; Смитсон, Кетура З.; Смитсон, Тимоти Р.; Уолш, Стиг А. (2016). «Филогенетический и экологический контекст турнейской фауны четвероногих» (PDF) . Экология и эволюция природы . 1 (1): 0002. Бибкод : 2016NatEE...1....2C . дои : 10.1038/s41559-016-0002 . ПМИД 28812555 . S2CID 22421017 .
- ^ Тарлах, Джемма (5 декабря 2016 г.). «Триумф четвероногих! Разгадка тайны первых наземных позвоночных» . мертвые вещи . Обнаружить. Архивировано из оригинала 3 августа 2019 года . Проверено 22 декабря 2016 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж Уорд, Питер ; Лабандейра, Конрад; Лорен, Мишель ; Бернер, Роберт А. (7 ноября 2006 г.). «Подтверждение разрыва Ромера как низкого кислородного интервала, ограничивающего время первоначальной наземной трансформации членистоногих и позвоночных» . ПНАС . 103 (45): 16818–16822. Бибкод : 2006PNAS..10316818W . дои : 10.1073/pnas.0607824103 . JSTOR 30051753 . ПМК 1636538 . ПМИД 17065318 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л Саллан, Лорен Коул; Коутс, Майкл И. (1 июня 2010 г.). «Вымирание в конце девона и узкое место в ранней эволюции современных челюстных позвоночных» . ПНАС . 107 (22): 10131–10135. Бибкод : 2010PNAS..10710131S . дои : 10.1073/pnas.0914000107 . ПМК 2890420 . ПМИД 20479258 .
- ^ Jump up to: а б с д и Коутс, Майкл И.; Рута, Марчелло ; Фридман, Мэтт (2008). «Со времен Оуэна: изменение взглядов на раннюю эволюцию четвероногих» (PDF, 1,0 МБ) . Ежегодный обзор экологии, эволюции и систематики . 39 : 571–592. doi : 10.1146/annurev.ecolsys.38.091206.095546 .
- ^ Jump up to: а б с Саллан, Лорен Коул; Каммер, Томас В.; Аусич, Уильям И.; Кук, Льюис А. (17 мая 2011 г.). «Постоянная динамика хищник-жертва, выявленная массовым вымиранием» . ПНАС . 108 (20): 8335–8338. Бибкод : 2011PNAS..108.8335C . дои : 10.1073/pnas.1100631108 . ПМК 3100987 . ПМИД 21536875 .
- ^ Jump up to: а б Клак, Дженнифер А. (июнь 2002 г.). Набирая силу: происхождение и эволюция четвероногих (1-е изд.). Блумингтон, Индиана: Издательство Университета Индианы . ISBN 978-0-253-34054-2 . LCCN 2001004783 . OCLC 47767251 .
- ^ Каммер, Томас В.; Аусич, Уильям И. (июнь 2006 г.). «Эра криноидей»: резкий скачок биоразнообразия в Миссисипи, совпавший с широко распространенными подъемами карбонатов» (PDF, 0,6 МБ) . ПАЛЕОС . 21 (3): 238–248. Бибкод : 2006Палай..21..238К . дои : 10.2110/palo.2004.p04-47 . S2CID 10822498 .
- ^ «Палеоспротерозой: Протерозойские стоянки» . 9 апреля 2002 г. Архивировано из оригинала 24 февраля 2009 г. Проверено 6 марта 2012 г.
- ^ Андерсон, Джейсон С.; Смитсон, Тим; Мейер, Таран; Клак, Дженнифер; Мански, Крис Ф. (27 апреля 2015 г.). «Разнообразная фауна четвероногих у подножия Ромерс-Гэп » . ПЛОС ОДИН . 10 (4): e0125446. Бибкод : 2015PLoSO..1025446A . дои : 10.1371/journal.pone.0125446 . ПМЦ 4411152 . ПМИД 25915639 .
- ^ Логан, Уильям Эдмонд (1842). «На угольных месторождениях Пенсильвании и Новой Шотландии» . Труды Лондонского геологического общества . 3 : 707–712. Из стр. 712: «В Хортон-Блафф, в десяти милях к северу от Виндзора [Новая Шотландия]… он также получил плиту, на которой, как ему кажется, видны следы ног…»
- ^ «Музей окаменелостей Блю-Бич» . 9 мая 2012 года . Проверено 9 мая 2012 г.
- ^ «Музей окаменелостей Блю-Бич» . 9 мая 2012 года . Проверено 9 мая 2012 г.
- ^ Окаменелости на стороне Чирнсайда могут дать ключ к разгадке разрыва Ромера. В коллекции уже обнаружен один примечательный экземпляр амфибии, получивший прозвище «Риббо» из-за его выступающих и хорошо сохранившихся ребер, что предоставило ученым достаточно информации, чтобы интерпретировать, как это существо могло выглядеть как он бродил по бассейну Твид около 350 миллионов лет назад.
- ^ «Шотландия является ключом к пониманию того, как жизнь впервые появилась на суше» . Хранитель . 19 февраля 2016 г. Проверено 30 ноября 2022 г.
- ^ Jump up to: а б с Смитсон, TR; Вуд, СП; Маршалл, JEA; Клак, Дж. А. (2012). «Самые ранние фауны четвероногих и членистоногих каменноугольного периода из Шотландии населяют Ромерс-Гэп» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 109 (12): 4532–7. Бибкод : 2012PNAS..109.4532S . дои : 10.1073/pnas.1117332109 . ПМЦ 3311392 . ПМИД 22393016 .
- ^ «Охотники за ископаемыми глубоко копают на шотландских границах», news.Scotsman.com : по состоянию на 6 апреля 3013 г.
Примечания
[ редактировать ]- ↑ В 1841–1842 годах шотландский геолог Чарльз Лайель посетил Северную Америку, включая Новую Шотландию. В 1843 году Лайель упомянул об открытии Логаном следов в каменноугольных отложениях Хортон-Блафф . Английский палеонтолог Ричард Оуэн утверждал, что следы Логана принадлежали рептилии. Видеть:
- Лайель, Чарльз (1843). «Об угольных образованиях Новой Шотландии, а также о возрасте и относительном положении гипса, сопровождающего морские известняки» . Труды Лондонского геологического общества : 184–186. ; см. стр. 185. Со с. 185: «С их помощью г-н Лайель нашел в Хортон-Блафф чешуйки ганоидной рыбы и в испещренных рябью песчаниках того же места, г-н Логан обнаружил следы, которые, по мнению г-на Оуэна, принадлежали какому-то неизвестному виду рептилий. , что представляет собой первые признаки класса рептилий, известные в каменноугольных породах».
- Перепечатано в: Лайель, Чарльз (1843). «Об угольных образованиях Новой Шотландии, а также о возрасте и относительном положении гипса, сопровождающего морские известняки» . Американский журнал науки и искусства . 45 : 356–358. ; см. стр. 358.
