Paleoekologia - Paleoecology

Paleoekologia ( nazywana również paleoekologią ) to nauka o interakcjach między organizmami i/lub interakcjach między organizmami a ich środowiskiem w geologicznych skalach czasowych . Jako dyscyplina paleoekologia współdziała, zależy i przekazuje informacje na temat różnych dziedzin, w tym paleontologii , ekologii , klimatologii i biologii .

Paleoekologia wyłoniła się z paleontologii w latach pięćdziesiątych, choć paleontolodzy prowadzili badania paleoekologiczne od czasu powstania paleontologii w XVIII i XIX wieku. Łącząc badawcze podejście polegające na poszukiwaniu skamielin z teoretycznym podejściem Karola Darwina i Alexandra von Humboldta , paleoekologia rozpoczęła się, gdy paleontolodzy zaczęli badać zarówno starożytne organizmy, które odkryli, jak i zrekonstruowane środowiska, w których żyli. Wizualne przedstawienia dawnych społeczności morskich i lądowych zostały uznane za wczesną formę paleoekologii.

Przegląd podejść paleoekologicznych

  • Klasyczna paleoekologia wykorzystuje dane ze skamieniałości i subfosyli do rekonstrukcji ekosystemów z przeszłości. Obejmuje badanie organizmów kopalnych i związanych z nimi szczątków (takich jak muszle, zęby, pyłki i nasiona), co może pomóc w interpretacji ich cyklu życia , interakcji między żywymi organizmami , środowiska naturalnego , społeczności oraz sposobu śmierci i pochówku. Takie interpretacje pomagają w rekonstrukcji dawnych środowisk (tj. paleośrodowisk). Paleoekolodzy badali zapis kopalny, aby wyjaśnić związek zwierząt ze środowiskiem, po części po to, aby pomóc zrozumieć obecny stan bioróżnorodności . Zidentyfikowali ścisłe powiązania między taksonomiczną i ekologiczną różnorodnością kręgowców, to znaczy między różnorodnością zwierząt a zajmowanymi przez nie niszami . Paleoekologia klasyczna jest podejściem przede wszystkim redukcjonistycznym: naukowcy prowadzą szczegółową analizę stosunkowo niewielkich grup organizmów w krótszych geologicznych ramach czasowych.
  • Paleoekologia ewolucyjna wykorzystuje dane ze skamielin i innych dowodów, aby zbadać, jak organizmy i ich środowiska zmieniają się w czasie. Paleoekolodzy ewolucyjni przyjmują holistyczne podejście, patrząc na zmiany zarówno organizmu, jak i środowiska, biorąc pod uwagę fizyczne i chemiczne zmiany w atmosferze, litosferze i hydrosferze w czasie. Badając wzorce ewolucji i wymierania w kontekście zmian środowiskowych, paleoekolodzy ewolucyjni są w stanie zbadać koncepcje wrażliwości i odporności gatunków i środowisk.
  • Paleoekologia wspólnotowa wykorzystuje analizę statystyczną do badania składu i rozmieszczenia grup roślin lub zwierząt. Określając ilościowo, w jaki sposób rośliny lub zwierzęta są powiązane, paleoekolodzy społeczności są w stanie zbadać struktury dawnych społeczności organizmów. Postępy w technologii pomogły w rozwoju tej dziedziny dzięki wykorzystaniu modeli fizycznych i analizy komputerowej.

Główne zasady

Chociaż funkcji i relacji organizmów kopalnych nie można bezpośrednio obserwować (jak w ekologii), naukowcy mogą opisywać i analizować zarówno jednostki, jak i społeczności w czasie. W tym celu paleoekolodzy przyjmują następujące założenia:

  • Wszystkie organizmy są przystosowane i ograniczone do określonego środowiska i zwykle są przystosowane do określonego stylu życia.
  • Zasadniczo wszystkie organizmy zależą od innego organizmu, bezpośrednio lub pośrednio.
  • Zapisy kopalne lub fizyczne są z natury niekompletne – zapis geologiczny jest selektywny i niektóre środowiska mają większe szanse na zachowanie niż inne. Tafonomia , wpływająca na nadreprezentację i niedoreprezentację skamieniałości, jest niezwykle ważnym czynnikiem w interpretacji zespołów skamielin.
  • Uniformitaryzm to koncepcja, że ​​procesy, które miały miejsce w przeszłości geologicznej, są takie same, jak te, które obserwujemy obecnie. W paleoekologii jako metodologię stosuje się uniformitaryzm: paleoekolodzy wyciągają wnioski dotyczące dawnych organizmów i środowisk na podstawie analogii, które znajdują w teraźniejszości.

Metody paleoekologiczne

Zygospira modesta , ramienionogi atrypidów zachowane w pierwotnych pozycjach na trepostomie mszywiołów ; Cincinnatian (górny ordowik ) południowo - wschodniej Indiany

Celem paleoekologii jest zbudowanie jak najdokładniejszego modelu środowiska życia dawniej żywych organizmów występujących dziś w postaci skamieniałości. Proces rekonstrukcji przeszłości środowiska wymaga użycia archiwum (np osadów sekwencji), proxy (na przykład, mikroprocesor lub mega skamieliny i inne cechy osadu dostarczają dowody bioty i warunków otoczenia), a po płycie (np uzyskiwanie bezwzględnych (lub względnych) datowania wydarzeń w archiwum). Taka rekonstrukcja uwzględnia złożone interakcje między czynnikami środowiskowymi, takimi jak temperatura, zapasy żywności i stopień oświetlenia słonecznego. Często wiele z tych informacji zostaje utraconych lub zniekształconych przez proces fosylizacji lub diagenezę otaczających osadów, co utrudnia interpretację.

Niektóre inne proxy do rekonstrukcji dawnych środowisk obejmują węgiel drzewny i pyłek, które syntetyzują odpowiednio dane dotyczące ognia i roślinności. Obie te alternatywy można znaleźć w ustawieniach jezior i torfowisk i mogą dostarczać informacje o średniej lub wysokiej rozdzielczości. Są to dobrze przebadane metody często stosowane w dziedzinie paleoekologii.

Czynnik złożoności środowiska jest zwykle rozwiązywany poprzez analizę statystyczną dostępnych danych liczbowych ( paleontologia ilościowa lub paleostatystyka ), podczas gdy badanie procesów post mortem jest znane jako dziedzina tafonomii .

Czwartorzędowy

Ponieważ okres czwartorzędowy jest dobrze reprezentowany w zapisach rozległych geograficznie io wysokiej rozdzielczości czasowej, wiele hipotez wynikających z badań ekologicznych współczesnych środowisk można przetestować w skali tysiąclecia przy użyciu danych paleoekologicznych. Ponadto takie badania dostarczają historycznych (przedindustrialnych) baz danych dotyczących składu gatunkowego i reżimów zaburzeń w celu odbudowy ekosystemów lub dostarczają przykładów pozwalających zrozumieć dynamikę zmian ekosystemów w okresach dużych zmian klimatycznych. Badania paleoekologiczne są wykorzystywane do informowania o działaniach na rzecz ochrony, zarządzania i restauracji. W szczególności paleoekologia skoncentrowana na pożarach stanowi pouczający obszar badań dla zarządców gruntów dążących do przywrócenia reżimów pożarów ekosystemów.

Zobacz też

Bibliografia

Bibliografia