Практическая работа 3: Изучение ископаемых остатков

Практическая работа 3. "Изучение ископаемых остатков растений и животных в коллекциях".

Цель: Изучить основные формы сохранности ископаемых органических остатков, а также ознакомиться с характеристиками и представителями некоторых групп ископаемых беспозвоночных животных (кишечнополостных) на примере коллекции.

Теоретическая часть (краткий конспект для понимания, переписывать не нужно, но важно изучить)

Палеонтология – это наука, которая изучает органический мир прошлых геологических эпох и закономерности его исторического развития. Она тесно связана с изучением истории развития Земли.

Изучение органического мира прошлого основывается на изучении ископаемых остатков древних растений и животных, а также следов их жизнедеятельности, называемых окаменелостями. Палеонтология делится на палеозоологию (изучает животный мир) и палеоботанику (изучает мир растений).

Условия образования и сохранения ископаемых остатков животных и растений:

Ископаемые остатки чаще всего встречаются в морских осадочных породах. Выделяют три основных этапа образования местонахождений ископаемых:

1. Накопление органических остатков: происходит вследствие массового вымирания организмов. Разложение остатков может происходить под воздействием бактерий и кислорода.
2. Захоронение: При благоприятных условиях органические остатки покрываются осадком, что ограничивает доступ кислорода и замедляет их разрушение. Быстрое захоронение в асфальте, смоле, льду способствует сохранению.
3. Фоссилизация (окаменение): Третий этап, связанный с превращением рыхлых осадков в горные породы. При этом происходят следующие процессы, способствующие сохранению органических остатков:
   • Окаменение – заполнение минеральным веществом пор и пустот раковин, костей, растительных тканей.
   • Перекристаллизация – переход первичного вещества из некристаллической в кристаллическую форму (например, аморфного кремнезема в халцедон).
   • Минерализация – замещение органического вещества организма минеральным (например, карбонатами кальция и магния, фосфатами, сульфидами, оксидами и гидроксидами).

Формы сохранности ископаемых органических остатков:

1. Полная сохранность (туша): При благоприятных условиях (например, в вечной мерзлоте, янтаре, асфальте) трупы животных могут сохраниться почти в неизменном виде (мамонты, носороги, насекомые).
2. Скелет: Обычно в ископаемом состоянии сохраняются минеральные, реже органические скелеты (кости, челюсти, зубы, позвонки).
3. Раковина: Хорошо сохраняются отдельные створки раковин.
4. Ядро: Различают внутреннее и внешнее ядро. Внутренняя полость раковины или скелета заполняется осадком, а затем раковина или скелет разрушаются, оставляя полость целиком заполненной минеральным веществом – это внутреннее ядро. Если раковина или скелет разрушаются, а остававшаяся полость целиком заполняется минеральным веществом, то возникает внешнее ядро, передающее особенности наружного строения.
5. Отпечатки: В породе иногда сохраняются отпечатки скелетов позвоночных, раковин, растений. Лучше всего сохраняются в глинистых породах.
6. Пыльца и споры древних растений: являются объектом исследования споро-пыльцевого анализа.
7. Следы жизнедеятельности древних животных: следы ползания (червей, членистоногих, моллюсков), хождения (наземных позвоночных), сверления и зарывания.

Методические указания (Вариант 2):

В тетради лабораторных работ выполняем следующие задания:

1. Изучить характеристику типа Coelenterata (Кишечнополостные), класс Hydrozoa (Гидроидные).

Характеристика: Кишечнополостные – это примитивные многоклеточные животные, обитающие преимущественно в морях. Их тело имеет радиальную симметрию. У гидроидных полипов часто имеется хитиновый или известковый скелет. Они могут быть одиночными или колониальными. Питаются мелкими организмами, захватывая их щупальцами.

2. Зарисовать и описать представителя класса гидроидных род Stromatopora.

Описание: Строматопоры – это вымершие колониальные гидроидные полипы, которые образовывали массивные известковые скелеты. Их колонии могли быть разнообразной формы – от плоских до куполообразных. Скелет состоит из тонких слоев (ламин) и вертикальных столбиков (пилларов). Жили в мелководных морских бассейнах, играли важную роль в рифообразовании в палеозое.

Зарисовка: (Здесь нужно нарисовать схематичное изображение колонии строматопоры, показывая слоистую структуру и вертикальные столбики. Можно найти примеры изображений в учебниках или интернете).

3. Изучить характеристику класса Anthozoa (Коралловые полипы) подкласса Tabulatomorpha (Трубчатые кораллы).

Характеристика: Трубчатые кораллы – это вымершие колониальные коралловые полипы, характерные для палеозоя. Их скелет состоит из кальцита. Колонии обычно имеют трубчатую или столбчатую форму. Отличительной особенностью является наличие поперечных перегородок – табулей, которые делят полипную трубку на камеры. Радиальные перегородки (септы) либо отсутствуют, либо очень слабо развиты. Жили в теплых мелководных морях, были важными рифообразователями.

4. Зарисовать и описать следующих представителей этого подкласса:

1) род Chaetetes;

Описание: Колонии Chaetetes обычно массивные, полусферические или неправильной формы. Кораллиты (трубки полипов) очень тонкие, плотно прилегают друг к другу, имеют округлое или многоугольное сечение. Табули многочисленные, тонкие, горизонтальные. Септы отсутствуют. Жили в ордовике-карбоне.

Зарисовка: (Нарисовать фрагмент колонии с плотно прилегающими тонкими трубками и поперечными табулями).

2) род Favosites;

Описание: Колонии Favosites (фавозиты, или "сотовые кораллы") обычно массивные, полусферические, иногда ветвящиеся. Кораллиты призматические, плотно прилегают друг к другу, образуя "сотовую" структуру. Табули хорошо развиты, горизонтальные. Характерны поры на стенках кораллитов, соединяющие соседние полипы. Жили в силуре-девоне.

Зарисовка: (Нарисовать фрагмент колонии с шестиугольными трубками, напоминающими пчелиные соты, и поперечными табулями).

3) род Syringopora.

Описание: Колонии Syringopora (сирингопоры) ветвящиеся, состоят из отдельных цилиндрических кораллитов, которые соединены между собой тонкими поперечными трубками (соединительными отростками). Табули воронкообразные, образуют центральную трубку внутри кораллита. Септы отсутствуют. Жили в силуре-карбоне.

Зарисовка: (Нарисовать несколько отдельных цилиндрических трубок, соединенных поперечными отростками, и показать воронкообразные табули внутри трубок).

5. Изучить характеристику подкласса Rugosa, или Tetracoralla (Четырехлучевые кораллы).

Характеристика: Четырехлучевые кораллы – это вымершие коралловые полипы, характерные для палеозоя. Могут быть одиночными или колониальными. Отличительной особенностью является наличие хорошо развитых радиальных перегородок (септ), которые располагаются в четырех основных секторах, отсюда и название "четырехлучевые". Септы могут быть первичными, вторичными и третичными. Также могут присутствовать табули и диссепименты (пузырчатые перегородки). Жили в ордовике-перми.

6. Зарисовать и описать следующих представителей четырехлучевых кораллов:

1) род Lithostrotion;

Описание: Колонии Lithostrotion (литостроционы) обычно массивные, состоят из плотно прилегающих друг к другу призматических кораллитов. Характерны хорошо развитые септы, которые могут быть двух порядков. В центре кораллита часто присутствует колумелла (центральный столбик). Табули горизонтальные. Жили в карбоне.

Зарисовка: (Нарисовать фрагмент колонии с призматическими кораллитами, показать септы и центральную колумеллу).

2) род Lonsdaleia;

Описание: Колонии Lonsdaleia (лонсдалеи) также массивные, но кораллиты могут быть более крупными. Отличительной чертой является наличие лонсдалеидных септ – это септы, которые не доходят до внешней стенки кораллита, оставляя периферическую зону свободной от них. В центре кораллита хорошо развита колумелла. Жили в карбоне.

Зарисовка: (Нарисовать фрагмент колонии, показать лонсдалеидные септы и колумеллу).

3) род Calceola.

Описание: Calceola (кальцеола) – это одиночный четырехлучевой коралл, имеющий характерную форму "башмачка" или "рога". Одна сторона коралла плоская, а другая выпуклая. Устье коралла закрывалось крышечкой (оперкулюмом). Септы хорошо развиты, но могут быть асимметричными. Жили в девоне.

Зарисовка: (Нарисовать одиночный коралл в форме башмачка с плоской и выпуклой сторонами, показать крышечку).

Контрольные вопросы:

1. Охарактеризуйте основные черты строения кишечнополостных.

Ответ: Кишечнополостные – это многоклеточные животные с радиальной симметрией тела. У них есть ротовое отверстие, окруженное щупальцами, и кишечная полость. Тело состоит из двух слоев клеток – эктодермы и энтодермы. Между ними находится мезоглея. Многие имеют стрекательные клетки. Могут быть одиночными или колониальными, часто образуют скелет.

2. Охарактеризуйте строение скелета коралловых полипов.

Ответ: Скелет коралловых полипов, как правило, известковый (кальцитовый), реже хитиновый. Он может быть внешним или внутренним. У колониальных форм скелеты образуют массивные структуры. Основными элементами скелета являются:

• Кораллит – индивидуальная скелетная чашечка, в которой сидит полип.
• Септы – радиальные перегородки внутри кораллита.
• Табули – горизонтальные поперечные перегородки, делящие кораллит на камеры.
• Диссепименты – пузырчатые перегородки, расположенные по периферии кораллита.
• Колумелла – центральный столбик в кораллите.

3. Назовите характерные роды табулят.

Ответ: Характерные роды табулят (трубчатых кораллов): Chaetetes, Favosites, Syringopora, Halysites, Aulopora.

4. Назовите время жизни трубчатых кораллов?

Ответ: Трубчатые кораллы (подкласс Tabulatomorpha) жили с ордовика по пермь (Палеозойская эра).

5. Чем четырехлучевые кораллы отличаются от трубчатых кораллов?

Ответ: Основные отличия:

• Септы: У четырехлучевых кораллов (Rugosa) хорошо развиты радиальные септы, расположенные в четырех секторах. У трубчатых кораллов (Tabulata) септы либо отсутствуют, либо очень слабо развиты.
• Табули: У трубчатых кораллов табули являются основной внутренней структурой, часто многочисленные и горизонтальные. У четырехлучевых кораллов табули также присутствуют, но септы играют более значительную роль.
• Симметрия: Четырехлучевые кораллы имеют билатеральную симметрию на ранних стадиях развития, переходящую в радиальную, но с сохранением четырехлучевого плана строения септ. Трубчатые кораллы имеют радиальную симметрию.
• Колумелла: У многих четырехлучевых кораллов есть колумелла, у трубчатых она отсутствует.

6. Назовите характерные роды четырехлучевых кораллов.

Ответ: Характерные роды четырехлучевых кораллов (Rugosa): Lithostrotion, Lonsdaleia, Calceola, Caninia, Zaphrentis, Cyathophyllum.

7. Назовите время жизни четырехлучевых кораллов.

Ответ: Четырехлучевые кораллы (подкласс Rugosa) жили с ордовика по пермь (Палеозойская эра).

8. Охарактеризуйте геологическое и стратиграфическое значение кораллов.

Ответ: Кораллы имеют большое геологическое и стратиграфическое значение:

• Рифообразователи: Многие группы кораллов (особенно табуляты и четырехлучевые кораллы в палеозое, а также современные склерактинии) были и остаются важнейшими рифообразователями, создавая мощные известняковые постройки. Эти рифы являются важными объектами для изучения палеогеографии и палеоэкологии.
• Руководящие ископаемые: Некоторые роды и виды кораллов имели широкое географическое распространение, но относительно короткий период существования. Это делает их ценными руководящими ископаемыми для определения относительного возраста горных пород и стратиграфической корреляции геологических образований. Например, фавозиты характерны для силура-девона, а литостроционы – для карбона.
• Палеоклиматические индикаторы: Большинство кораллов являются теплолюбивыми организмами и обитают в теплых мелководных морях. Находки ископаемых кораллов позволяют реконструировать палеоклимат и палеогеографию древних бассейнов.
• Индикаторы условий среды: Морфология кораллов может указывать на глубину, соленость, мутность воды и другие параметры среды обитания.

Вывод:

В ходе выполнения