Introducción a los fósiles
Fósil (fósil) Restos, reliquias y restos de organismos antiguos conservados en formaciones rocosas. La palabra fósil proviene del vocablo latino fosillis, que significa excavar. Los fósiles son el principal objeto de investigación de la paleontología, que proporcionan evidencia para estudiar la historia de vida de animales y plantas durante los períodos geológicos. Durante mucho tiempo ha habido registros de fósiles en libros chinos antiguos. Por ejemplo, Ji Ran en el Período de Primavera y Otoño y Wu Jin en el Período de los Tres Reinos mencionaron que los "huesos de dragón" producidos en la provincia de Shanxi son los fósiles. de huesos y dientes de vertebrados antiguos; "Montañas y Mares" Los Clásicos también contienen descripciones de "peces de piedra" (es decir, fósiles de peces de la dinastía Qi-Liang en la Dinastía del Sur tiene una descripción de insectos antiguos en ámbar); Shen Kuo de la dinastía Song tiene una comprensión correcta del origen de los fósiles de caracoles y Du Wan de los fósiles de peces. Hasta ahora, los fósiles de bacterias más antiguos descubiertos son fósiles de bacterias filamentosas del Grupo Wallowona en Australia hace 3.500 millones de años.
Solo una pequeña parte de los organismos que formaron el período geológico son aptos para el entorno geológico y se han conservado como fósiles: ① Los propios organismos deben tener ciertos cuerpos duros, como caparazones, caparazones y estructuras de invertebrados. vértebras Huesos y dientes de animales, troncos de plantas, hojas, esporas, polen, etc. ② Después de la muerte de los organismos, deben enterrarse rápidamente en sedimentos para evitar daños por efectos biológicos, mecánicos o químicos; ③ Deben someterse a diversos procesos; un largo período de petrificación. Si los restos biológicos se entierran in situ, es más fácil formar fósiles completos. Por ejemplo, hay una gran cantidad de fósiles de animales y plantas bien conservados en la Formación Shanwang del Mioceno Terciario Tardío en Linqu, Shandong, China. Otra situación es que los restos de organismos después de la muerte pueden haber sufrido diversos efectos de transporte. Estos fósiles enterrados en otros lugares generalmente tienen distintos grados de daño, están bien clasificados y, en ocasiones, tienen disposiciones direccionales. La disciplina que estudia los restos de los seres vivos, el entierro de los restos y el proceso de formación de los fósiles se llama tafonomía.
Tipos de preservación Los tipos de preservación de fósiles generalmente se pueden dividir en fósiles sólidos, fósiles fundidos, fósiles traza y fósiles químicos. ①Los fósiles sólidos se refieren a fósiles en los que se han conservado restos de organismos antiguos en su totalidad o en parte. Por ejemplo, los fósiles de insectos en ámbar en las vetas de carbón del Terciario en Fushun, China, se conservan bajo estrictas condiciones de sellado. Los mamuts en el permafrost de la Edad de Hielo Cuaternario en Siberia se conservaron en su totalidad bajo severas condiciones de congelación. Pero la mayoría de los fósiles sólo pueden conservar las partes duras de los organismos y han sufrido cambios evidentes, es decir, petrificación. Con la quitina, la quitina-proteína o los componentes fácilmente volátiles (oxígeno, hidrógeno, nitrógeno) de los esqueletos proteicos desaparecen mediante la acción de ascenso, dejando solo una película carbonosa, por eso también se llama carbonización, como en el caso del graptolito y las hojas de las plantas. . Cuando algunos de los componentes del hardware biológico son disueltos por el agua subterránea y reemplazados por minerales extraños, se puede conservar la fina estructura del hardware original, lo que se llama metasomatismo. Por ejemplo, en la madera petrificada, los anillos de crecimiento e incluso la forma de la planta. Las células todavía se pueden ver claramente. ② Los fósiles fundidos se refieren a las impresiones y réplicas dejadas por restos biológicos en el sustrato, las rocas circundantes y los materiales de relleno. Según la relación entre los fósiles y las rocas circundantes, se pueden dividir en varios tipos, como fósiles de impresión, fósiles de impresión, fósiles fundidos y réplicas de fósiles. ③ Los rastros de fósiles se refieren a los rastros y reliquias que quedan en la superficie o dentro de los sedimentos durante actividades biológicas antiguas, como fósiles de huellas de vertebrados, fósiles rastreros vermiformes y coprolitos de excrementos de animales o fósiles de huevos. Los rastros de fósiles en un sentido amplio también incluyen herramientas de trabajo y reliquias culturales de humanos antiguos en la Edad Paleoantigua. ④Los fósiles químicos se refieren a que aunque los restos de organismos antiguos no se han conservado, los componentes orgánicos que componen los organismos se descomponen para formar diversos compuestos orgánicos como aminoácidos y ácidos grasos, que aún pueden conservarse en las formaciones rocosas. , lo cual es suficiente para probar la existencia de organismos antiguos. Estos fósiles se denominan fósiles químicos.
Importancia de la investigación Desde finales del siglo XVIII hasta principios del XIX, el británico W. Smith estableció la ley de secuencia de fósiles basándose en la distribución vertical de los fósiles según la secuencia estratigráfica. Esto no sólo utiliza fósiles para determinar la edad de los estratos, sino que también proporciona evidencia de la evolución biológica. Los paleontólogos han descubierto que cuanto más alta es la capa estratigráfica, más tipos de fósiles contiene y más complejas son las estructuras morfológicas de los fósiles, lo que refleja la ley evolutiva de los tipos biológicos de pocos a muchos, las estructuras morfológicas de simples a complejas y desde nivel bajo hasta avanzado.
La investigación paleoecológica sobre fósiles biológicos es una base importante para reconstruir la paleogeografía y el paleoclima en períodos geohistóricos. Todo ser vivo es el resultado de vivir en un determinado entorno y adaptarse al entorno. Varios organismos tienen características que reflejan las condiciones ambientales en sus comportamientos y estructuras corporales. Estas características se pueden utilizar para inferir el entorno de vida de los organismos. Por ejemplo, los corales y foraminíferos fósiles marinos reflejan el entorno marino; las hojas, raíces, insectos, etc. de las plantas terrestres reflejan el entorno continental. A partir del estudio del entorno de vida y las condiciones climáticas de varios fósiles biológicos en un período geológico, es posible inferir la distribución del mar y la tierra, la ubicación de las costas y la extensión de lagos, ríos y pantanos en ese período. . La reconstrucción del paleoambiente y el paleoclima es muy importante para la comprensión de la historia geológica. Además, las partes duras de los organismos también pueden formar signos rocosos que reflejan el entorno y el clima antiguos. Por ejemplo, las conchas reflejan el entorno costero, los arrecifes biológicos reflejan el entorno marino cálido de latitudes bajas y la turba o el carbón reflejan el pantano húmedo. ambiente.
La gran colección de datos fósiles también proporciona la base para la clasificación sistemática de la paleontología. Los organismos modernos se desarrollaron a partir de organismos antiguos durante un largo período geológico. Existen diversos grados de afinidades entre varios organismos, estableciendo así un sistema de clasificación natural que refleja las afinidades y el desarrollo evolutivo del mundo biológico.
Los grupos fósiles de organismos antiguos son los mismos que los de los organismos modernos. Generalmente se dividen en dos categorías: procariotas de bajo nivel y eucariotas avanzados. Hay 5 reinos, a saber, procariotas, protistas y Reino Fungi. , Kingdom Planta y Kingdom Animalia se dividen en filo, clase, orden, familia, género, especie y otras unidades.
Debido a que los organismos se desarrollaron desde los niveles bajos hasta los tiempos avanzados y modernos, las categorías biológicas en cada período de la historia geológica son diferentes y los grupos de fósiles en cada período están relacionados con las categorías biológicas de ese momento. Los diferentes períodos geohistóricos tienen sus categorías biológicas desarrolladas y también tienen sus propios grupos fósiles característicos. Algunas categorías dominan durante este período y otras declinan o se extinguen durante este período. En resumen, los cambios en las categorías biológicas y los grupos de fósiles a lo largo del tiempo muestran la historia del desarrollo sistemático de la evolución biológica.