История палеонтологии - History of paleontology

Duria Antiquior - Более древний Дорсет акварель, написанная геологом в 1830 году. Генри де ла Беш на основе окаменелостей, найденных Мэри Эннинг. Конец 18 - начало 19 века были временем быстрых и драматических изменений в представлениях об истории жизни на Земле.
Часть серии по
Палеонтология
Palais de la Decouverte Tyrannosaurus rex p1050042.jpg
Палеонтологический портал
Категория

В история палеонтологии прослеживает историю попыток понять историю жизни на Земле путем изучения ископаемое запись, оставленная живыми организмами. Поскольку это связано с пониманием живых организмов прошлого, палеонтология можно рассматривать как область биологии, но ее историческое развитие было тесно связано с геология и усилия понять история Земли сам.

В древние времена, Ксенофан (570–480 гг. До н.э.), Геродот (484–425 гг. До н.э.), Эратосфен (276–194 до н.э.), и Страбон (64 г. до н.э. - 24 г. н.э.) писал об окаменелостях морских организмов, указывая на то, что земля когда-то была под водой. Древние китайцы считали их Дракон кости и задокументировал их как таковые.[1] Вовремя Средний возраст, окаменелости обсуждались персидским натуралистом Ибн Сина (известный как Авиценна в Европе) в Книга исцеления (1027), которые предложили теорию окаменевших жидкостей, которая Альберт Саксонский будет развиваться в 14 веке. Китайский натуралист Шен Куо (1031–1095) предложил теорию изменение климата основано на свидетельствах окаменелого бамбука.

В ранняя современная европа, систематическое изучение окаменелостей стало неотъемлемой частью изменений в естественная философия что произошло во время Возраст разума.[2] Природа окаменелостей и их связь с жизнью в прошлом стали лучше понятны в 17-18 веках, а в конце 18 века работы ученых Жорж Кювье положил конец долгим спорам о реальности вымирание, что привело к возникновению палеонтологии - в связи с сравнительная анатомия - как научная дисциплина. Расширение знаний о летописи окаменелостей также сыграло возрастающую роль в развитии геологии, и стратиграфия особенно.

В 1822 году слово «палеонтология» использовалось редактором французского научного журнала для обозначения изучения древних живых организмов через окаменелости, а в первой половине 19-го века геологическая и палеонтологическая деятельность стала все более и более организованной с ростом геологических обществ и музеев, а также растущее число профессиональных геологов и специалистов по ископаемым. Это способствовало быстрому росту знаний об истории жизни на Земле и продвижению к определению геологическая шкала времени в значительной степени основано на ископаемых останках. По мере того как знания об истории жизни продолжали улучшаться, становилось все более очевидным, что в развитии жизни существовал некий последовательный порядок. Это поощрит ранние эволюционные теории трансмутация видов.[3] После Чарльз Дарвин опубликовано Происхождение видов в 1859 г. значительная часть палеонтологии сместилась на понимание эволюционный пути, в том числе эволюция человека, и эволюционная теория.[3]

Во второй половине XIX века палеонтологическая деятельность значительно расширилась, особенно в Северная Америка.[2] Эта тенденция продолжилась и в 20 веке, когда для систематического сбора окаменелостей стали открываться дополнительные регионы Земли, о чем свидетельствует ряд важных открытий в Китай ближе к концу 20 века. Много переходные окаменелости были обнаружены, и в настоящее время существует множество свидетельств того, как все классы из позвоночные связаны между собой, многие из них в виде переходных окаменелостей.[4] В последние несколько десятилетий 20-го века возобновился интерес к массовые вымирания и их роль в эволюции жизни на Земле.[5] Возобновился интерес к Кембрийский взрыв это привело к развитию планов тела большинства типов животных. Открытие окаменелостей Эдиакарская биота и события в палеобиология расширенные знания об истории жизни еще задолго до кембрия.

До 17 века

Еще в VI веке до нашей эры Греческий философ Ксенофан из Колофона (570–480 до н.э.) признали, что некоторые ископаемое ракушки были остатками моллюсков, которые он использовал, чтобы утверждать, что то, что в то время было сушей, когда-то было под морем.[6] Леонардо да Винчи (1452–1519) в неопубликованной записной книжке также пришел к выводу, что некоторые ископаемые морские раковины были останками моллюсков. Однако в обоих случаях окаменелости представляли собой полные останки видов моллюсков, которые очень напоминали живые виды, и поэтому их было легко классифицировать.[7]

В 1027 г. Персидский натуралист, Ибн Сина (известный как Авиценна в Европе) предложил объяснение того, как каменность из окаменелости был вызван в Книга исцеления.[2] Он изменил идею Аристотель, который объяснил это с точки зрения парообразный выдохи. Ибн Сина преобразовал это в теорию окаменелый жидкости (succus lapidificatus), который был разработан Альберт Саксонский в 14 веке и был принят в той или иной форме большинством натуралисты к 16 веку.[8]

Шен Куо (Китайский : 沈括) (1031–1095) Династия Сун использовал морской окаменелости, найденные в Горы Тайхан сделать вывод о существовании геологический такие процессы как геоморфология и смещение берегов моря с течением времени.[9] Используя его наблюдение о сохраненных окаменел бамбук найден под землей в Яньань, Шанбэй область, край, Шэньси провинции, он выступал за теорию постепенного изменение климата, поскольку Шэньси был частью засушливой климатической зоны, которая не поддерживала среду обитания для роста бамбука.[10]

В результате нового акцента на наблюдении, классификации и каталогизации природы натурфилософы XVI века в Европе начали устанавливать обширные коллекции ископаемых объектов (а также коллекций образцов растений и животных), которые часто хранились в специально построенных шкафах, чтобы помочь их организовать. Конрад Геснер опубликовал работу по окаменелостям 1565 года, содержащую одно из первых подробных описаний такого шкафа и коллекции. Коллекция принадлежала члену обширной сети корреспондентов, которых Геснер привлекал для своих работ. Такие неформальные сети переписки между натурфилософами и коллекционерами становились все более важными в течение 16 века и были прямыми предшественниками научных обществ, которые начали формироваться в 17 веке. Эти собрания кабинетов и сети переписки сыграли важную роль в развитии натурфилософии.[11]

Однако большинство европейцев XVI века не осознавали, что окаменелости были останки живых организмов. Этимология слова ископаемое происходит от латинского для «выкопанные вещи». Как видно из этого, термин применялся к большому количеству камней и подобных ему предметов, независимо от того, могут ли они иметь органическое происхождение. Писатели XVI века, такие как Геснер и Георг Агрикола были больше заинтересованы в классификации таких объектов по их физическим и мистическим свойствам, чем в определении их происхождения.[12] Кроме того, натурфилософия того периода поощряла альтернативные объяснения происхождения окаменелостей. Оба Аристотелевский и Неоплатонический философские школы поддержали идею о том, что внутри земли могут расти каменные предметы, напоминающие живые существа. Философия неоплатонизма утверждала, что между живыми и неживыми объектами может существовать сходство, которое может сделать один похожим на другой. Школа Аристотеля утверждала, что семена живых организмов могут проникать в землю и создавать объекты, похожие на эти организмы.[13]

Леонардо да Винчи и развитие палеонтологии

Леонардо да Винчи установил линию преемственности между двумя основными ветвями палеонтологии: палеонтологией останков тела и ихнологией.[14] Фактически, Леонардо имел дело с двумя основными классами окаменелостей: (1) окаменелостями тела, например окаменелые раковины; (2) ихнофоссилии (также известные как следы окаменелостей), т.е. окаменелые продукты взаимодействия жизни и субстрата (например, норы и норы). На фолиантах 8–10 Лестерского кодекса Леонардо исследовал вопрос об окаменелостях тел, решая один из неприятных вопросов своих современников: почему мы находим окаменевшие морские ракушки в горах?[14] Леонардо ответил на этот вопрос, правильно интерпретировав биогенную природу ископаемых моллюсков и их осадочную матрицу.[15] Интерпретация Леонардо да Винчи кажется необычайно новаторской, поскольку он превзошел три столетия научных дебатов о природе окаменелостей тела.[16][17][18] Да Винчи принял во внимание ихнофоссилии беспозвоночных, чтобы доказать свои идеи о природе ископаемых объектов. Для да Винчи ихнофоссилии играли центральную роль в демонстрации: (1) органической природы окаменелых раковин и (2) осадочного происхождения слоев горных пород, содержащих ископаемые объекты. Да Винчи описал, что такое биоэрозионные ихнофоссилии:[19]

«На холмах вокруг Пармы и Пьяченцы можно увидеть множество моллюсков и скучных кораллов, все еще прикрепленных к камням. Когда я работал над большим конем в Милане, некоторые крестьяне принесли мне их огромный мешок ».

- Кодекс Лестера, лист 9r

Такие отверстия в окаменелостях позволили Леонардо опровергнуть неорганическую теорию, то есть идею о том, что так называемые окаменевшие раковины (окаменелости тела моллюска) являются неорганическими диковинками. Со слов Леонардо да Винчи:[20][14]

«[Неорганическая теория неверна], потому что остается след движений [животного] на панцире, которую [оно] поглощает так же, как древоточцы в древесине…» »

- Кодекс Лестера, лист 9v

Да Винчи обсуждал не только окаменелости, но и норы. Леонардо использовал окаменелые норы как палеоэкологические инструменты, чтобы продемонстрировать морскую природу осадочных толщ:[19]

«Между одним слоем и другим остаются следы червей, которые пролезли между ними, когда они еще не высохли. Вся морская грязь все еще содержит ракушки, и ракушки окаменели вместе с илом »

- Кодекс Лестера, лист 10 об.

Другие естествоиспытатели эпохи Возрождения изучали ихнофоссилии беспозвоночных в эпоху Возрождения, но ни один из них не пришел к таким точным выводам.[21] Рассмотрение Леонардо ихнофоссилий беспозвоночных необычайно современно не только по сравнению с таковыми его современников, но и с интерпретациями более поздних времен. Фактически, в течение 1800-х годов ихнофоссилии беспозвоночных были объяснены как фукоиды или водоросли, и их истинная природа была широко понята только к началу 1900-х годов.[22][23][24] По этим причинам Леонардо да Винчи заслуженно считается отцом-основателем обеих основных ветвей палеонтологии, то есть изучения окаменелостей тела и ихнологии.[14]

17-го века

Иоганн Якоб Шойхцер пытался объяснить окаменелости, используя библейские наводнения в своей Гербарий всемирного потопа (1709)

Вовремя Возраст разума, фундаментальные изменения в натурфилософии нашли отражение в анализе окаменелостей. В 1665 г. Афанасий Кирхер приписывал гигантские кости вымершим расам гигантских людей в его Mundus subterraneus. В том же году Роберт Гук опубликовано Микрография, иллюстрированный сборник его наблюдений под микроскопом. Одно из этих наблюдений было озаглавлено «О окаменевшем дереве и других окаменевших телах», в котором проводилось сравнение окаменевшего и обычного дерева. Он пришел к выводу, что окаменевшая древесина была обыкновенной древесиной, пропитанной «водой, пропитанной каменными и землистыми частицами». Затем он предположил, что несколько видов ископаемых морских раковин образовались из обычных раковин аналогичным способом. Он выступал против распространенного мнения, что такие объекты были «камнями, образованными некой необычной пластической силой, скрытой в самой Земле».[25] Гук считал, что окаменелости являются свидетельством истории жизни на Земле, написав в 1668 году:

... если обнаружение монет, медалей, урн и других памятников известных личностей, городов или утвари будет допущено в качестве неоспоримых доказательств того, что такие люди или предметы в прежние времена существовали, безусловно, эти окаменения могут может иметь равную Действительность и Доказательство, что раньше были такие Овощи или Животные ... и что они являются истинными универсальными Символами, понятными для всех разумных Людей.[26]

На иллюстрации из статьи Стено 1667 года для сравнения показана голова акулы и ее зубы, а также окаменелый зуб.

Гук был готов принять возможность того, что некоторые такие окаменелости представляют собой виды, которые вымерли, возможно, в результате прошлых геологических катастроф.[26]

В 1667 г. Николай Стено написал статью о рассеченной им голове акулы. Он сравнил зубы акулы с обычными ископаемыми объектами, известными как "камни на языке " или же Glossopetrae. Он пришел к выводу, что окаменелости должны быть акульими зубами. Затем Стено заинтересовался вопросом об окаменелостях и, чтобы ответить на некоторые возражения против их органического происхождения, он начал изучать пласты горных пород. Результат этой работы был опубликован в 1669 году как Предтеча диссертации о твердом теле, естественно заключенном в твердое тело.. В этой книге Стено провел четкое различие между такими объектами, как кристаллы горных пород, которые действительно образовались внутри горных пород, и такими, как окаменелые раковины и зубы акулы, которые образовались вне этих горных пород. Стено понял, что определенные виды горных пород образовались в результате последовательного осаждения горизонтальных слоев отложений и что окаменелости - это останки живых организмов, погребенных в этих отложениях. Стено, который, как и почти все натурфилософы 17 века, считал, что Земле всего несколько тысяч лет, прибег к Библейский потоп как возможное объяснение окаменелостей морских организмов, которые находились далеко от моря.[27]

Несмотря на значительное влияние Предтеча, натуралисты, такие как Мартин Листер (1638-1712) и Джон Рэй (1627–1705) продолжал ставить под сомнение органическое происхождение некоторых окаменелостей. Их особенно беспокоили такие объекты, как ископаемые Аммониты, которые, как утверждал Гук, были органическими по происхождению, не похожими ни на один из известных живых существ. Это повысило возможность вымирание что им было трудно принять по философским и теологическим причинам.[28] В 1695 году Рей написал валлийскому натуралисту Эдвард Ллойд жаловаться на такие взгляды: «... следует такая цепочка последствий, которые, кажется, шокируют Священное Писание - Историю новизны мира; по крайней мере, они опровергают мнение, полученное, и не без уважительной причины, среди богословов и философов. , что со времени первого творения не было утрачено ни одного вида животных или овощей, не было произведено новых ».[29]

18-ый век

Рисунок, на котором сравниваются челюсти, был добавлен в 1799 году, когда была опубликована презентация Кювье 1796 года о живых и ископаемых слонах.

В его работе 1778 г. Эпохи природы Жорж Бюффон ссылались на окаменелости, в частности на открытие окаменелостей тропических видов, таких как слоны и носорог в северной Европе, как свидетельство теории о том, что вначале Земля была намного теплее, чем сейчас, и постепенно остывала.

В 1796 г. Жорж Кювье представил доклад о живых и ископаемых слонах, сравнив останки скелетов индийских и африканских слоны к окаменелостям мамонты и животного, которое он позже назовет мастодонт использование сравнительная анатомия. Он впервые установил, что индийские и африканские слоны относятся к разным видам, а мамонты отличаются от обоих видов и должны быть вымерший. Далее он пришел к выводу, что мастодонт был еще одним вымершим видом, который также отличался от индийских или африканских слонов больше, чем от мамонтов. Кювье еще раз убедительно продемонстрировал силу сравнительной анатомии в палеонтологии, когда в 1796 году представил вторую статью о большом ископаемом скелете из Парагвая, который он назвал Мегатерий и идентифицирован как гигантский ленивец сравнивая его черепа с черепами двух живых видов древесного ленивца. Новаторские работы Кювье в области палеонтологии и сравнительной анатомии привели к повсеместному признанию вымирания.[30] Это также побудило Кювье отстаивать геологическую теорию катастрофизм чтобы объяснить последовательность организмов, обнаруженную в летописи окаменелостей. Он также отметил, что, поскольку мамонты и шерстистый носорог были разными видами слонов и носорогов, обитающих в настоящее время в тропиках, их окаменелости нельзя было использовать в качестве доказательства охлаждения Земли.

Иллюстрация из книги Уильяма Смита Слои по организованным окаменелостям (1817)

В новаторском применении стратиграфия, Уильям Смит, геодезист и горный инженер, широко использовал окаменелости, чтобы сопоставить пласты горных пород в разных местах. Он создал первую геологическая карта Англии в конце 1790-х - начале 19 века. Он учредил принцип преемственности фауны, идея о том, что каждый пласт осадочной породы будет содержать определенные типы окаменелостей, и что они будут сменять друг друга предсказуемым образом даже в широко разделенных геологических формациях. В то же время Кювье и Александр Бронгниар, преподаватель Парижской школы горного дела, использовал аналогичные методы во влиятельном исследовании геологии региона вокруг Парижа.

С начала до середины 19 века

Изучение окаменелостей и происхождение слова палеонтология

Первое упоминание слова палеонтология, изобретенный в январе 1822 г. Анри Мари Дюкротэ де Бленвиль в его Journal de Physique.

В Смитсоновские библиотеки Считаем, что первое издание работы, положившей начало палеонтологии позвоночных, было произведением Жоржа Кювье. Recherches sur les ossements fossiles de quadrupèdes (Исследования на ископаемых костях четвероногих), изданный во Франции в 1812 году.[31] Ссылаясь на второе издание этой работы (1821 г.), ученик Кювье и редактор научное издание Journal de Physique Анри Мари Дюкротэ де Бленвиль опубликовано в январе 1822 г. в Journal de Physique, статья, озаглавленная «Анализируйте основные труды по физическим наукам, опубликованные в 1821 году» («Анализ основных работ по физическим наукам, опубликованных в 1821 году»). В этой статье Бленвиль впервые представил печатное слово палеонтология[32] который позже дал английское слово «палеонтология». Бленвиль уже ввел термин палеозоология в 1817 году, чтобы сослаться на работу Кювье и других по восстановлению вымерших животных по ископаемым костям. Однако Блейнвилль начал искать термин, который мог бы относиться к изучению как ископаемых животных, так и останков растений. Попробовав несколько безуспешных альтернатив, в 1822 году он обратился к «палеонтологии». Термин Блейнвилля для изучения окаменелостей быстро стал популярным и был преобразован в «палеонтологию».[33]

В 1828 г. Александр Бронгниар сын, ботаник Адольф Бронниар опубликовал введение к более обширному труду по истории ископаемых растений. Адольф Бронниар пришел к выводу, что историю растений можно условно разделить на четыре части. Первый период характеризовался криптогамы. Второй период характеризовался появлением хвойные породы. Третий период принес появление саговники, а четвертый - развитием цветущие растения (такой как двудольные ). Переходы между каждым из этих периодов были отмечены резкими разрывами в летописи окаменелостей с более постепенными изменениями внутри периодов. Работы Бронгниара - основа палеоботаника и укрепил теорию о том, что жизнь на Земле имеет долгую и сложную историю, и различные группы растений и животных появляются в последовательном порядке.[34] Это также подтвердило идею о том, что климат Земли со временем изменился, поскольку Бронгниар пришел к выводу, что окаменелости растений показали, что во время Каменноугольный климат Северной Европы, должно быть, был тропическим.[35] Термин «палеоботаника» был введен в 1884 году, а «палинология» - в 1944 году.

Возраст рептилий

Иллюстрация окаменелости Игуанодон зубы с современным игуана челюсть для сравнения из статьи Мантелла 1825 г., описывающей Игуанодон

В 1808 году Кювье идентифицировал окаменелость, найденную в Маастрихт как гигантская морская рептилия, которую позже назвали Мозазавр. Он также идентифицировал по рисунку другую окаменелость, найденную в Бавария как летающая рептилия и назвал ее Птеродактиль. Он предположил, основываясь на пластах, в которых были обнаружены эти окаменелости, что крупные рептилии жили до того, что он называл «веком млекопитающих».[36] Предположение Кювье будет подтверждено рядом находок, которые будут сделаны в Великобритании в течение следующих двух десятилетий. Мэри Эннинг, профессиональный коллекционер окаменелостей с одиннадцати лет, собрал окаменелости ряда морских рептилий и доисторических рыб в Юрский морской пласт на Лайм Реджис. К ним относятся первые ихтиозавр скелет, который был признан таковым, который был собран в 1811 г., и первые два плезиозавр скелеты, когда-либо найденные в 1821 и 1823 годах. Мэри Эннинг было всего 12 лет, когда она и ее брат обнаружили скелет ихтиозавра. Многие из ее открытий будут описаны геологами с научной точки зрения. Уильям Конибер, Генри де ла Беш, и Уильям Бакленд.[37] Именно Эннинг заметил, что каменные предметы, известные как "безоар камни «часто находили в брюшной полости скелетов ихтиозавров, и она отметила, что если такие камни вскрывать, они часто содержат окаменелые рыбьи кости и чешую, а иногда и кости мелких ихтиозавров. окаменелые фекалии, которые он назвал копролиты, и который он использовал, чтобы лучше понять древние пищевые цепи.[38] Мэри Эннинг сделала много открытий в окаменелостях, которые произвели революцию в науке. Однако, несмотря на ее феноменальный научный вклад, ее открытия редко получали официальное признание. Ее открытия часто приписывали богатым мужчинам, купившим ее окаменелости.

В 1824 году Бакленд обнаружил и описал нижнюю челюсть от Юрский депозиты от Stonesfield. Он определил, что кость принадлежала хищной наземной рептилии, которую он назвал Мегалозавр. В том же году Гидеон Мантелл понял, что некоторые большие зубы он нашел в 1822 году в Меловой скалы из Тилгейт, принадлежал гигантской травоядной наземной рептилии. Он назвал это Игуанодон, потому что зубы напоминали зубы игуана. Все это побудило Мантелла опубликовать в 1831 году влиятельную статью под названием «Эпоха рептилий», в которой он суммировал доказательства того, что существовало длительное время, в течение которого Земля кишела большими рептилиями, и он разделил эту эпоху, исходя из в каких пластах породы впервые появились различные типы рептилий, в три интервала, которые предвосхитили современные периоды Триасовый, Юрский, и Меловой.[39] В 1832 году Мантелл найдет в Тилгейте частичный скелет бронированной рептилии, которую он назвал бы Гилеозавр. В 1841 г. английский анатом Ричард Оуэн создаст новый отряд рептилий, который он назвал Динозаврия, за Мегалозавр, Игуанодон, и Гилеозавр.[40]

Иллюстрация ископаемой челюсти млекопитающего Стоунсфилда из книги Гидеона Мантелла 1848 года. Чудеса геологии

Это свидетельство того, что в прошлом на Земле жили гигантские рептилии, вызвало большой ажиотаж в научных кругах.[41] и даже среди некоторых сегментов широкой публики.[42] Бакленд описал челюсть небольшого примитивного млекопитающего, Фасколотерий, который был обнаружен в тех же слоях, что и Мегалозавр. Это открытие, известное как млекопитающее Стоунсфилда, было очень обсуждаемой аномалией. Кювье сначала подумал, что это сумчатое животное, но позже Бакленд понял, что это был примитивный плацентарное млекопитающее. Бакленд не считал, что из-за его небольшого размера и примитивной природы он не опровергает общую картину эпохи рептилий, когда самыми крупными и заметными животными были рептилии, а не млекопитающие.[43]

Катастрофизм, униформизм и летопись окаменелостей

В знаменитой статье Кювье 1796 года о живых и ископаемых слонах он упомянул единственную катастрофу, которая уничтожила жизнь и заменила ее нынешними формами. В результате своих исследований вымерших млекопитающих он понял, что такие животные, как Палеотерий жил до мамонтов, что побудило его писать в терминах множественные геологические катастрофы который уничтожил серию сменяющих друг друга фаун.[44] К 1830 г. научный консенсус сформировался вокруг его идей в результате палеоботаники и открытий динозавров и морских рептилий в Великобритании.[45] В Великобритании, где естественное богословие был очень влиятельным в начале 19 века, группа геологов, в которую входил Бакленд, и Роберт Джеймсон настаивал на прямой связи последней катастрофы Кювье с библейский потоп. Катастрофизм имел религиозный оттенок в Британии, которого не было в других странах.[46]

Частично в ответ на то, что он считал необоснованными и ненаучными предположениями Уильям Бакленд и другие специалисты по геологии паводков, Чарльз Лайель выступал за геологическую теорию униформизм в его влиятельной работе Принципы геологии.[47] Лайель собрал доказательства, как из своих собственных полевых исследований, так и из работ других, что большинство геологических особенностей можно объяснить медленным действием современных сил, таких как вулканизм, землетрясения, эрозия, и осаждение а не прошлые катастрофические события.[48] Лайель также утверждал, что очевидные свидетельства катастрофических изменений в летописи окаменелостей и даже появление последовательной последовательности в истории жизни были иллюзиями, вызванными несовершенством этой летописи. Например, он утверждал, что отсутствие птиц и млекопитающих в самых ранних пластах окаменелостей было просто недостатком в летописи окаменелостей, связанным с тем, что морские организмы легче окаменели.[48] Лайель также указал на млекопитающее Стоунсфилда как на доказательство того, что млекопитающим не обязательно предшествовали рептилии, и на тот факт, что некоторые Плейстоцен страты показали смесь вымерших и все еще выживших видов, которые, по его словам, показали, что вымирание происходило по частям, а не в результате катастрофических событий.[49] Лайеллю удалось убедить геологов в том, что геологические особенности Земли в значительной степени являются результатом действия тех же геологических сил, которые можно наблюдать в наши дни, действующих в течение длительного периода времени. Ему не удалось заручиться поддержкой своего взгляда на летопись окаменелостей, который, по его мнению, не поддерживал теорию направленной последовательности.[50]

Трансмутация видов и летопись окаменелостей

Смотрите также: Трансмутация видов

В начале 19 века Жан Батист Ламарк использовал окаменелости, чтобы аргументировать свою теорию трансмутации видов.[51] Находки окаменелостей и появляющиеся доказательства того, что жизнь со временем изменилась, вызвали спекуляции на эту тему в течение следующих нескольких десятилетий.[52] Роберт Чемберс использовал окаменелости в своей научно-популярной книге 1844 г. Остатки естественной истории творения, который выступал за эволюционное происхождение космоса, а также жизни на Земле. Как и теория Ламарка, она утверждала, что жизнь прогрессировала от простого к сложному.[53] Эти ранние эволюционные идеи широко обсуждались в научных кругах, но не были приняты в научный мейнстрим.[54] Многие критики трансмутационных идей использовали в своих аргументах ископаемые свидетельства. В той же статье, в которой был введен термин динозавр, Ричард Оуэн указал, что динозавры были по крайней мере такими же сложными и сложными, как современные рептилии, что, как он утверждал, противоречило трансмутационным теориям.[55] Хью Миллер привел бы аналогичный аргумент, указав, что ископаемые рыбы, найденные в Старый красный песчаник формации были столь же сложными, как и у любой более поздней рыбы, а не примитивные формы, как утверждали Пережитки.[56] Хотя эти ранние эволюционные теории не смогли стать общепринятой наукой, дебаты по поводу них помогли бы проложить путь к принятию теории эволюции Дарвина путем естественного отбора несколько лет спустя.[57]

Геологическая шкала времени из книги 1861 г. Ричард Оуэн показывает внешний вид основных видов животных.

Геологическая шкала времени и история жизни

Геологи, такие как Адам Седжвик, и Родерик Мерчисон продолжалось, в ходе таких споров, как Великая девонская борьба, чтобы сделать успехи в стратиграфии. Они описали недавно признанные геологические периоды, такие как Кембрийский, то Силурийский, то Девонский, а Пермский период. Такой прогресс в стратиграфии все чаще зависел от мнений экспертов, обладающих специальными знаниями о конкретных типах окаменелостей, таких как Уильям Лонсдейл (ископаемые кораллы) и Джон Линдли (ископаемые растения), которые оба сыграли роль в девонском споре и его разрешении.[58] К началу 1840-х годов большая часть геологической шкалы времени была разработана. В 1841 г. Джон Филлипс формально разделил геологическую колонку на три основные эпохи: Палеозой, Мезозойский, и Кайнозойский, основанный на резких перерывах в летописи окаменелостей.[59] Он выделил три периода мезозойской эры и все периоды палеозойской эры, кроме Ордовик. Его определение геологической шкалы времени все еще используется сегодня.[60] Это оставалось относительной шкалой времени без метода присвоения абсолютных дат каких-либо периодов. Было понятно, что не только существовала «эпоха рептилий», предшествовавшая нынешней «эпохе млекопитающих», но было время (во время кембрия и силурия), когда жизнь была ограничена морем, и время (до девона), когда беспозвоночные были самой крупной и сложной формой животного мира.

Расширение и профессионализация геологии и палеонтологии

Элмер Риггз и Х. Менке в Полевой Колумбийский музей палеонтологическая лаборатория, 1899 г.

Этому быстрому прогрессу в геологии и палеонтологии в течение 1830-х и 1840-х годов способствовала растущая международная сеть геологов и специалистов по ископаемым, работа которых была организована и проверена все большим числом геологических обществ. Многие из этих геологов и палеонтологов теперь были оплачиваемыми профессионалами, работающими в университетах, музеях и государственных геологических службах. Относительно высокий уровень общественной поддержки наук о Земле был обусловлен их культурным влиянием и их доказанной экономической ценностью при разработке полезных ископаемых, таких как уголь.[61]

Еще одним важным фактором стало развитие в конце 18 - начале 19 веков музеев с большими коллекциями естествознания. Эти музеи получали образцы от коллекционеров со всего мира и служили центрами изучения сравнительной анатомии и морфология. Эти дисциплины сыграли ключевую роль в развитии более технически сложной формы естествознания. Одним из первых и наиболее важных примеров был Музей естественной истории в Париже, который был в центре многих достижений естествознания в течение первых десятилетий XIX века. Он был основан в 1793 году по решению Национального собрания Франции и основывался на обширной королевской коллекции плюс частные коллекции аристократов, конфискованных во время Французская революция, и пополнился материалами, захваченными во время французских военных завоеваний во время Наполеоновские войны. Парижский музей был профессиональной базой для Кювье и его профессионального соперника. Жоффруа Сен-Илер. Английские анатомы Роберт Грант и Ричард Оуэн оба учились там. Оуэн стал ведущим британским морфологом, работая в музее Королевский колледж хирургов.[62][63]

Конец 19 века

Эволюция

Смотрите также: История эволюционной мысли
Фотография второго Археоптерикс скелет, сделанный в 1881 г. Музей естественной истории, Берлин

Чарльз Дарвин публикация О происхождении видов 1859 год стал переломным во всех науках о жизни, особенно в палеонтологии. Окаменелости сыграли роль в развитии теории Дарвина. В частности, на него произвели впечатление окаменелости, которые он собрал в Южная Америка вовремя рейс Бигля из гигантские броненосцы, гигантские ленивцы, и что в то время он думал гигантские ламы казалось, что это связано с видами, все еще живущими на континенте в наше время.[64] Научная дискуссия, которая началась сразу после публикации Источник привели к согласованным усилиям по поиску переходные окаменелости и другие свидетельства эволюции в летописи окаменелостей. Было две области, где ранний успех привлек значительное внимание общественности: переход от рептилий к птицам и эволюция современной однопалой лошади.[65] В 1861 г. появился первый экземпляр Археоптерикс, животное с зубами и перьями и смесью других рептилий и птиц, было обнаружено в известняковом карьере в Баварии и описано Ричард Оуэн. Другой будет найден в конце 1870-х и выставлен на обозрение Музей естественной истории, Берлин в 1881 году. Другие примитивные зубастые птицы были обнаружены Отниэль Марш в Канзасе в 1872 году. Марш также обнаружил окаменелости нескольких примитивных лошадей на западе Соединенных Штатов, которые помогли проследить эволюция лошади из малого 5-ти Гиракотерий из эоцен к гораздо более крупным однопалым современным лошадям этого рода Equus. Томас Хаксли широко использовал окаменелости лошадей и птиц в своей защите эволюции. Принятие теории эволюции произошло быстро в научных кругах, но принятие предложенного Дарвином механизма естественный отбор поскольку движущая сила этого была гораздо менее универсальной. В частности, некоторые палеонтологи, такие как Эдвард Дринкер Коуп и Генри Фэрфилд Осборн предпочтительные альтернативы, такие как нео-Ламаркизм, наследование характеристик, приобретенных в течение жизни, и ортогенез, врожденное стремление к изменениям в определенном направлении, чтобы объяснить то, что они воспринимали как линейные тенденции в эволюции.[66]

Диаграмма О.К. Марш эволюции ног и зубов лошади, воспроизведенный в книге Т. Хаксли 1876 г., Профессор Хаксли в Америке

Также был большой интерес к эволюции человека. Окаменелости неандертальцев были обнаружены в 1856 году, но в то время было неясно, представляют ли они вид, отличный от современного человека. Эжен Дюбуа произвел фурор своим открытием Ява человек, первое ископаемое свидетельство вида, который казался явно промежуточным между людьми и обезьянами, в 1891 году.[67]

События в Северной Америке

Дальнейшая информация: Bone Wars и История палеонтологии в США

Важным событием второй половины XIX века стало быстрое распространение палеонтологии в Северной Америке. В 1858 г. Джозеф Лейди описал Гадрозавр скелет, который был первым североамериканским динозавром, описанным по хорошим останкам. Однако это было массовое расширение на запад железных дорог, военных баз и поселений в Канзас и другие части западной части Соединенных Штатов после американская гражданская война это действительно способствовало расширению коллекции окаменелостей.[68] Результатом стало более глубокое понимание естественной истории Северной Америки, включая открытие Западное внутреннее море который охватывал Канзас и большую часть остальной части Среднего Запада Соединенных Штатов во время некоторых Меловой, открытие нескольких важных окаменелостей примитивных птиц и лошадей, а также открытие ряда новых динозавров. роды включая Аллозавр, Стегозавр, и Трицератопс. Большая часть этой деятельности была частью ожесточенного личного и профессионального соперничества между двумя мужчинами, Отниэль Марш, и Эдвард Коуп, который стал известен как Bone Wars.[69]

Обзор событий 20 века

События в геологии

Два события 20 века в геологии оказали большое влияние на палеонтологию. Первым была разработка радиометрическое датирование, что позволило присвоить абсолютные даты геологическая шкала времени. Второй была теория тектоника плит, что помогло понять географическое распределение древней жизни.

Географическое расширение палеонтологии

В течение 20 века палеонтологические исследования повсюду активизировались и перестали быть в основном европейской и североамериканской деятельностью. За 135 лет между первым открытием Бакленда и 1969 годом было описано 170 родов динозавров. За 25 лет после 1969 года это число увеличилось до 315. Большая часть этого увеличения произошла за счет изучения новых обнажений горных пород, особенно в ранее малоизученных районах в Южная Америка и Африка.[70] Ближе к концу 20 века открытие Китай Систематическое исследование окаменелостей дало богатый материал о динозаврах и происхождении птиц и млекопитающих.[71] Также изучение Фауна Чэнцзян Кембрийское место окаменелостей в Китае в 1990-х годах дало важные ключи к разгадке происхождения позвоночных.[72]

Массовые вымирания

В 20 веке резко возрос интерес к массовое вымирание события и их влияние на ход истории жизни. Это было особенно верно после 1980 года, когда Луис и Вальтер Альварес выдвинули Гипотеза Альвареса утверждая, что ударное событие вызвал Меловое – палеогеновое вымирание, который убил нептичьих динозавры вместе со многими другими живыми существами.[73] Также в начале 1980-х Джек Сепкоски и Дэвид М. Рауп опубликовали статьи со статистическим анализом летописи окаменелостей морских беспозвоночных, которые выявили закономерность (возможно, циклическую) повторяющихся массовых вымираний со значительными последствиями для эволюционной истории жизни.

Эволюционные пути и теория

Ископаемое из Таунг ребенок обнаружен в Южной Африке в 1924 г.

На протяжении всего ХХ века новые находки окаменелостей продолжали способствовать пониманию путей эволюции. Примеры включают основные таксономические переходы, такие как находки в Гренландии, начиная с 1930-х годов (с более крупными находками в 1980-х годах), окаменелостей, иллюстрирующих эволюцию четвероногие из рыбы и окаменелостей в Китае в 1990-х годах, которые проливают свет на отношения динозавров и птиц. Другие события, которые привлекли значительное внимание, включали обнаружение ряда окаменелостей в Пакистане, которые пролили свет на кит эволюция, и самая известная из них - серия находок в 20 веке в Африке (начиная с Таунг ребенок в 1924 г.[74]) и в других местах помогли пролить свет на ход эволюция человека. Все чаще в конце ХХ века результаты палеонтологии и молекулярная биология собирались вместе, чтобы раскрыть подробные филогенетические деревья.

Результаты палеонтологии также внесли свой вклад в развитие теории эволюции. В 1944 г. Джордж Гейлорд Симпсон опубликовано Темп и мода в эволюции, который использовал количественный анализ, чтобы показать, что летопись окаменелостей согласуется с ветвящимися, ненаправленными моделями, предсказанными сторонниками эволюции, движимой естественный отбор и генетический дрейф а не линейные тенденции, предсказанные более ранними сторонниками нео-Ламаркизм и ортогенез. Эта интегрированная палеонтология в современный эволюционный синтез.[75] В 1972 г. Найлз Элдридж и Стивен Джей Гулд использовали окаменелости для защиты теории прерывистое равновесие, который утверждает, что эволюция характеризуется длительными периодами относительного застоя и гораздо более короткими периодами относительно быстрых изменений.[76]

Кембрийский взрыв

Полный Аномалокарис ископаемое из Сланец Берджесс

Одна из областей палеонтологии, которая активно развивалась в 1980-х, 1990-х годах и позже, - это изучение Кембрийский взрыв во время которого многие из различных тип животных с их характерным строением тела. Известный Burgess Shale Кембрийские окаменелости были обнаружены в 1909 г. Чарльз Дулитл Уолкотт, и еще один важный сайт в Чэнцзян Китай был основан в 1912 году. Однако новый анализ 1980-х гг. Гарри Б. Уиттингтон, Дерек Бриггс, Саймон Конвей Моррис и другие вызвали возобновление интереса и всплеск активности, включая открытие нового важного ископаемого объекта, Сириус Пассет в Гренландии, а также публикация популярной и неоднозначной книги, Прекрасная жизнь к Стивен Джей Гулд в 1989 г.[77]

Докембрийские окаменелости

А Spriggina ископаемое из Эдиакарский

До 1950 года не существовало общепринятых ископаемых свидетельств существования жизни до кембрийского периода. Когда Чарльз Дарвин написал Происхождение видов он признал, что отсутствие каких-либо ископаемых свидетельств существования жизни до относительно сложных животных кембрия было потенциальным аргументом против теории эволюции, но выразил надежду, что такие ископаемые останки будут найдены в будущем. В 1860-х годах были заявления об открытии докембрийский окаменелости, но позже будет показано, что они не имеют органического происхождения. В конце 19 века Чарльз Дулитл Уолкотт обнаружит строматолиты и другие ископаемые свидетельства докембрийской жизни, но в то время органическое происхождение этих ископаемых также оспаривалось. Это начало меняться в 1950-х годах с открытием большего количества строматолитов наряду с микрофоссилий бактерий, которые их создали, и публикация серии статей Советский ученый Борис Васильевич Тимофеев сообщает об обнаружении микроскопических ископаемых спор в докембрийских отложениях. Ключевой прорыв случится, когда Мартин Глесснер покажет, что окаменелости мягкотелых животных, обнаруженные Реджинальд Спригг в конце 1940-х гг. в эдиакарских холмах Австралии на самом деле были докембрийские, а не ранние кембрийские, как первоначально полагал Спригг. Эдиакарская биота самые старые известные животные. К концу 20 века палеобиология установили, что история жизни насчитывает не менее 3,5 миллиардов лет.[78]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Донг 1992
  2. ^ а б c Гарвуд, Рассел Дж. (2012). «Жизнь палеонтолога: палеонтология для чайников, часть 2». Палеонтология онлайн. 4 (2): 1–1o. Получено 29 июля, 2015.
  3. ^ а б Бакленд В., Гулд С.Дж. (1980). Геология и минералогия со ссылкой на естественное богословие (история палеонтологии). Издательство компании Ayer. ISBN  978-0-405-12706-9.
  4. ^ Протеро, Д. (27 февраля 2008 г.). «Эволюция: какое недостающее звено?». Новый ученый. № 2645. С. 35–40.CS1 maint: ref = harv (связь)
  5. ^ Bowler Evolution: История одной идеи стр. 351–352
  6. ^ Десмонд П. 692-697.
  7. ^ Рудвик Значение окаменелостей п. 39
  8. ^ Рудвик Значение окаменелостей п. 24
  9. ^ Шен Куо,Мэнси Битан (梦溪笔谈; Эссе о бассейне мечты ) (1088)
  10. ^ Нидхэм, Том 3, стр. 614.
  11. ^ Рудвик Значение окаменелостей стр. 9–17
  12. ^ Рудвик Значение окаменелостей стр. 23–33
  13. ^ Рудвик Значение окаменелостей стр. 33–36
  14. ^ а б c d Бокон, А. (2010). "Леонардо да Винчи, отец-основатель ихнологии". ПАЛАИ. 25 (6): 361–367. Дои:10.2110 / palo.2009.p09-049r. S2CID  86011122.
  15. ^ Baucon A., Bordy E., Brustur T., Buatois L., Cunningham T., De C., Duffin C., Felletti F., Gaillard C., Hu B., Hu L., Jensen S., Knaust D. ., Локли М., Лоу П., мэр А., Майорал Э., Микулаш Р., Муттони Г., Нето де Карвалью К., Пембертон С., Поллард Дж., Риндсберг А., Сантос А., Сейке К. ., Сун Х., Тернер С., Учман А., Ван Ю., И-мин Г., Чжан Л., Чжан В. (2012). «История идей в ихнологии». In Bromley, R.G .; Кнауст, Д. (ред.). Следы окаменелостей как индикаторы осадочной среды. Развитие седиментологии. 64. ISBN  9780444538147.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  16. ^ RUDWICK, M.J.S., 1976, Значение окаменелостей: эпизоды в истории палеонтологии: University of Chicago Press, Чикаго, 308 стр.
  17. ^ VAI, G.B., 1995, Геологические приоритеты в записных книжках и картинах Леонардо да Винчи, в Giglia, G., Maccagni, C., and Morello, N., eds., Rocks, Fossils and History: INHIGEO, Festina Lente, Firenze, стр. 13–26
  18. ^ VAI, Великобритания, 2003 г., I viaggi di Leonardo Lungo le valli romagnole: Riflessi di geologia nei quadri, designs, in Perdetti, C., ed., Леонардо, Маккиавелли, Чезаре Борджиа (1500–1503): Arte Storia e Scienza в Романье: De Luca Editori d'Arte, Рим, стр. 37–48
  19. ^ а б Baucon, A. 2010. Da Vinci’s Палеодиктион: фрактальная красота следов. Acta Geologica Polonica, 60 (1). Доступно на домашняя страница автора
  20. ^ Баукон, А. 2008. Италия, колыбель технологии: наследие Альдрованди и Леонардо. В: Аванзини М., Петти Ф. Итальянские технологии, Studi Trent. Sci. Nat. Acta Geol., 83. Бумага доступна в домашняя страница автора
  21. ^ Баукон А. 2009. Улисс Альдрованди: изучение следов окаменелостей в эпоху Возрождения. Ichnos 16 (4). Резюме доступно из домашняя страница автора
  22. ^ OSGOOD, R.G., 1975, История ихнологии беспозвоночных, в Frey, R.W., ed., The Study of Trace Fossils: Springer Verlag, New York, p. 3–12.
  23. ^ OSGOOD, R.G., 1970, Ископаемые останки в районе Цинциннати: Paleontographica Americana, т. 6, вып. 41, стр. 281–444.
  24. ^ ПЕМБЕРТОН С.Г., МАКИХЕРН Дж. А., ГИНГРАС М.К., 2007, Предшественники ихнологии беспозвоночных в Северной Америке: школы Канады и Цинциннати, Миллер, В., III, ред. Trace Fossils. Концепции, проблемы, перспективы: Elsevier, Amsterdam, p. 14–31.
  25. ^ Наблюдение на микрофотографии Гука XVII
  26. ^ а б Bowler Земля окружена (1992) стр. 118–119
  27. ^ Рудвик Значение окаменелостей стр. 72–73
  28. ^ Рудвик Значение окаменелостей стр 61–65
  29. ^ Bowler Земля окружена (1992) стр. 117
  30. ^ Макгоуэн, ищущие драконов, стр. 3–4.
  31. ^ Жорж Кювье, [https://archive.org/details/recherchessurles21812cuvi Recherches sur les ossements fossiles de quadrupèdes, 1812, Париж («Первое издание работы, положившей начало палеонтологии позвоночных»)
  32. ^ Анри Мари Дюкротэ де Бленвиль "Analyze des Principaux Travaux dans les Sciences Physiques, publiés dans l'année 1821 г. ", Journal de phyique, том XCIV, стр. 54
  33. ^ Рудвик Миры до Адама п. 48
  34. ^ Рудвик Значение окаменелостей стр. 145–147
  35. ^ Bowler Земля окружена (1992)
  36. ^ Рудвик Жорж Кювье, Ископаемые кости и геологические катастрофы п. 158
  37. ^ Макгоуэн, стр. 11–27
  38. ^ Рудвик, Мартин Миры до Адама: реконструкция геоистории в эпоху реформ (2008) стр. 154–155.
  39. ^ Кэдбери, Дебора Охотники на динозавров (2000), стр. 171–175.
  40. ^ Макгоуэн стр. 176
  41. ^ Макгоуэн, стр. 70–87
  42. ^ Макгоуэн стр. 109
  43. ^ Макгоуэн, стр. 78–79.
  44. ^ Рудвик Значение окаменелостей стр. 124–125
  45. ^ Рудвик Значение окаменелостей стр. 156–157
  46. ^ Рудвик Значение окаменелостей стр. 133–136
  47. ^ Макгоуэн, стр. 93–95.
  48. ^ а б Макгоуэн, стр. 100–103.
  49. ^ Рудвик Значение окаменелостей стр. 178–184
  50. ^ Макгоуэн, стр.100
  51. ^ Рудвик Значение окаменелостей п. 119
  52. ^ Макгоуэн стр. 8
  53. ^ Макгоуэн, стр. 188–191
  54. ^ Ларсон П. 73
  55. ^ Ларсон П. 44
  56. ^ Ruckwick Значение окаменелостей с. 206–207.
  57. ^ Ларсон П. 51
  58. ^ Рудвик Великая девонская борьба п. 94
  59. ^ Ларсон, стр. 36–37
  60. ^ Рудвик Значение окаменелостей п. 213
  61. ^ Рудвик Значение окаменелостей стр. 200–201
  62. ^ Грин и Депью Философия биологии стр. 128–130
  63. ^ Боулер и Морус Создание современной науки стр. 168–169
  64. ^ Bowler Эволюция: история идеи п. 150
  65. ^ Ларсон Эволюция п. 139
  66. ^ Ларсон, стр. 126–127
  67. ^ Ларсон, стр. 145–147.
  68. ^ Эверхарт Океаны Канзаса п. 17
  69. ^ Костяные войны. Из сказок и троп Вайоминга Сказки и маршруты Вайоминга.
  70. ^ Макгоуэн стр. 105
  71. ^ Bowler Эволюция п. 349
  72. ^ Prothero гл. 8
  73. ^ Альварес, LW, Альварес, W, Асаро, F, и Мишель, HV (1980). «Внеземная причина вымирания мелового и третичного периода». Наука. 208 (4448): 1095–1108. Bibcode:1980Sci ... 208.1095A. CiteSeerX  10.1.1.126.8496. Дои:10.1126 / science.208.4448.1095. PMID  17783054. S2CID  16017767.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  74. ^ Гарвин, Лаура; Тим Линкольн. «Век природы: двадцать одно открытие, изменившее науку и мир». Издательство Чикагского университета. стр. 3–9. Получено 2009-07-19.
  75. ^ Bowler Эволюция п. 337
  76. ^ Элдридж, Найлз и С. Дж. Гулд (1972). «Прерывистое равновесие: альтернатива филетическому градуализму» В T.J.M. Шопф, изд., Модели в палеобиологии. Сан-Франциско: Фриман Купер. С. 82–115. Перепечатано в Н. Элдредже. Временные рамки. Princeton: Princeton Univ. Press, 1985. Доступно здесь. «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2009-04-22. Получено 2009-07-20.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь).
  77. ^ Бриггс, Д.Э.; Форти, Р.А. (2005). «Замечательная борьба: систематика, стволовые группы и филогенетический сигнал кембрийского излучения» (PDF). Палеобиология. 31 (2 (Приложение)): 94–112. Дои:10.1666 / 0094-8373 (2005) 031 [0094: WSSSGA] 2.0.CO; 2.
  78. ^ Шопф, Дж. Уильям (июнь 2000 г.). «Решение дилеммы Дарвина: открытие пропавших докембрийских летописей жизни». Proc. Natl. Акад. Sci. СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ. 97 (13): 6947–53. Bibcode:2000PNAS ... 97.6947S. Дои:10.1073 / pnas.97.13.6947. ЧВК  34368. PMID  10860955.

Рекомендации

внешняя ссылка

т