paleontoloji - Paleontology

Paleontoloji ( / ˌ s l i ɒ n t ɒ l ə i , ˌ s æ l I -, - ən - / ), aynı zamanda yazıldığından paleontolojisidir veya Palaeontology , önce var olan yaşam bilimsel çalışma ve bazen Holosen çağının başlangıcı dahil (bugünkü yaklaşık olarak 11.700 yıl önce). Organizmaları sınıflandırmak ve birbirleriyle ve çevreleriyle ( paleoekolojileri ) etkileşimlerini incelemek için fosillerin incelenmesini içerir . Paleontolojik gözlemler, MÖ 5. yüzyıla kadar belgelenmiştir. Bilim, 18. yüzyılda Georges Cuvier'in karşılaştırmalı anatomi üzerine yaptığı çalışmalar sonucunda kurulmuş ve 19. yüzyılda hızla gelişmiştir. Terimin kendisi Yunanca παλα ( 'palaios' , "eski, eski"), ὄν ( 'on' , ( gen. 'ontos' ), "varlık, yaratık") ve λόγος ( 'logos' , "konuşma, düşünce, çalışma").

Paleontoloji, biyoloji ve jeoloji arasındaki sınırda yer alır , ancak anatomik olarak modern insanların incelenmesini hariç tutması bakımından arkeolojiden farklıdır . Artık biyokimya , matematik ve mühendislik dahil olmak üzere çok çeşitli bilimlerden alınan teknikleri kullanıyor . Tüm bu tekniklerin kullanılması, paleontologların , neredeyse 4 milyar yıl önce, Dünya'nın yaşamı destekleyebilecek hale geldiği zamana kadar, yaşamın evrimsel tarihinin çoğunu keşfetmelerini sağlamıştır . Bilgi arttıkça, paleontoloji, bazıları farklı fosil organizma türlerine odaklanırken diğerleri ekoloji ve antik iklimler gibi çevre tarihini inceleyen özel alt bölümler geliştirdi .

Vücut fosilleri ve iz fosilleri , eski yaşamla ilgili başlıca kanıt türleridir ve jeokimyasal kanıtlar, vücut fosilleri bırakacak kadar büyük organizmalar ortaya çıkmadan önce yaşamın evrimini deşifre etmeye yardımcı olmuştur. Bu kalıntıların tarihlerini tahmin etmek esastır ancak zordur: bazen bitişik kaya katmanları radyometrik tarihlemeye izin verir , bu da %0.5'e kadar doğru olan mutlak tarihler sağlar , ancak daha sıklıkla paleontologlar biyostratigrafinin " yapboz bulmacalarını " çözerek göreli tarihlemeye güvenmek zorunda kalırlar. (en gençten en yaşlıya kaya katmanlarının düzenlenmesi). Eski organizmaları sınıflandırmak da zordur, çünkü birçoğu canlı organizmaları sınıflandıran Linnaean taksonomisine tam olarak uymaz ve paleontologlar daha çok evrimsel "aile ağaçları" oluşturmak için kladistik kullanırlar. 20. yüzyılın son çeyreğinde gelişimini gördü moleküler Soyoluşun benzerliğini ölçülmesiyle ilgili ne kadar yakın organizmalar inceler, DNA kendi içinde genomları . Moleküler filogenetik, türlerin ayrıldığı tarihleri ​​tahmin etmek için de kullanılmıştır, ancak bu tür tahminlerin bağlı olduğu moleküler saatin güvenilirliği konusunda tartışmalar vardır .

genel bakış

"Paleontoloji"nin en basit tanımı "eski yaşamın incelenmesi"dir. Alan, geçmiş organizmaların çeşitli yönleri hakkında bilgi arar: "kimlikleri ve kökenleri, çevreleri ve evrimleri ve Dünya'nın organik ve inorganik geçmişi hakkında bize neler söyleyebilecekleri".

Tarih bilimi

Europasaurus holgeri'nin fosilleşmiş kemiklerinin hazırlanması

William Whewell (1794-1866) paleontolojiyi arkeoloji , jeoloji, astronomi , kozmoloji , filoloji ve tarihin kendisi ile birlikte tarihsel bilimlerden biri olarak sınıflandırmıştır : paleontoloji geçmişin fenomenlerini tanımlamayı ve nedenlerini yeniden yapılandırmayı amaçlar. Dolayısıyla üç ana unsuru vardır: geçmiş fenomenlerin tanımı; çeşitli değişim türlerinin nedenleri hakkında genel bir teori geliştirmek; ve bu teorileri belirli gerçeklere uygulamak. Paleontologlar ve diğer tarih bilimciler, geçmişi açıklamaya çalışırken, genellikle , nedenler hakkında bir veya daha fazla hipotez kurarlar ve daha sonra , bir hipotezle diğerlerine güçlü bir şekilde uyan bir kanıt parçası olan bir " tütsülenmiş silah " ararlar . Bazen araştırmacılar, başka bir araştırma sırasında şanslı bir kaza sonucu bir "sigara tabancası" keşfederler. Örneğin, 1980 yılında Luis ve Walter Alvarez tarafından KretaseTersiyer sınır tabakasında esas olarak dünya dışı bir metal olan iridyum keşfi , asteroid etkisini Kretase-Paleojen yok oluşu olayı için en çok tercih edilen açıklama yaptı – volkanizmanın katkısı hakkında tartışmalar devam etse de.

Bilimsel bilgiyi geliştirmeye yönelik tamamlayıcı bir yaklaşım olan deneysel bilimin , genellikle doğal olayların işleyişi ve nedenleri hakkındaki hipotezleri çürütmek için deneyler yaparak çalıştığı söylenir . Bu yaklaşım bir hipotezi kanıtlayamaz, çünkü daha sonraki bazı deneyler onu çürütebilir, ancak çürütülemeyen başarısızlıkların birikimi genellikle lehte ikna edici kanıtlardır. Bununla birlikte, görünmez radyasyonun ilk kanıtı gibi tamamen beklenmedik olaylarla karşı karşıya kaldıklarında , deneysel bilim adamları genellikle tarihsel bilim adamlarıyla aynı yaklaşımı kullanırlar: nedenler hakkında bir dizi hipotez inşa edin ve ardından bir "tüten silah" arayın.

ilgili bilimler

Paleontoloji , geçmiş yaşamın kayıtlarına odaklandığı için biyoloji ve jeoloji arasında yer alır , ancak ana kanıt kaynağı kayalardaki fosillerdir . Tarihsel nedenlerden dolayı paleontoloji birçok üniversitede jeoloji bölümünün bir parçasıdır: 19. ve 20. yüzyılın başlarında jeoloji bölümleri kayaların tarihlenmesi için önemli fosil kanıtları bulurken biyoloji bölümleri çok az ilgi gösterdi.

Paleontoloji ayrıca, öncelikle insanlar tarafından yapılan nesnelerle ve insan kalıntılarıyla çalışan arkeoloji ile bazı örtüşmelere sahiptir ; paleontologlar, insanların bir tür olarak özellikleri ve evrimi ile ilgilenirler. İnsanlarla ilgili kanıtlarla uğraşırken, arkeologlar ve paleontologlar birlikte çalışabilirler – örneğin paleontologlar bir arkeolojik alanın etrafındaki hayvan veya bitki fosillerini tanımlayabilir , orada yaşayan insanları ve ne yediklerini keşfedebilir; ya da yerleşim anındaki iklimi analiz edebilirler.

Ek olarak, paleontoloji genellikle biyoloji, osteoloji , ekoloji, kimya , fizik ve matematik dahil olmak üzere diğer bilimlerden teknikler ödünç alır . Örneğin, kayalardan alınan jeokimyasal imzalar, yaşamın Dünya'da ilk ne zaman ortaya çıktığını keşfetmeye yardımcı olabilir ve karbon izotop oranlarının analizleri, iklim değişikliklerini tanımlamaya ve hatta Permiyen-Triyas yok olma olayı gibi büyük geçişleri açıklamaya yardımcı olabilir . Nispeten yeni bir disiplin olan moleküler filogenetik , evrimsel atalarının "aile ağaçlarını" yeniden inşa etmek için modern organizmaların DNA ve RNA'sını karşılaştırır . Bu yaklaşım, " moleküler saatin " güvenilirliği konusundaki şüpheler nedeniyle tartışmalı olsa da, önemli evrimsel gelişmelerin tarihlerini tahmin etmek için de kullanılmıştır . Mühendislik teknikleri antik organizmaların organları örneğin koşu hızı ve ısırma kuvvetini yaramış olabilir nasıl analiz için kullanılmıştır Tyrannosaurus , ya uçuş mekaniği Microraptor'dan . X-ışını mikrotomografisi kullanarak fosillerin iç detaylarını incelemek nispeten yaygındır . Paleontoloji, biyoloji, arkeoloji ve paleonörobiyoloji , insan beyninin evrimini açıklığa kavuşturmak için insanlarla ilgili türlerin endokraniyal kalıplarını (endocast'leri) incelemek için birleşir.

Paleontoloji , yaşamın nasıl ortaya çıkmış olabileceğine dair modeller geliştirerek ve yaşamın kanıtlarını tespit etmek için teknikler sağlayarak astrobiyolojiye , diğer gezegenlerde olası yaşamın araştırılmasına bile katkıda bulunur .

alt bölümler

Bilgi arttıkça, paleontoloji uzmanlaşmış alt bölümler geliştirmiştir. Omurgalı paleontolojisi , en eski balıklardan modern memelilerin yakın atalarına kadar olan fosillere odaklanır . Omurgasız paleontolojisi , yumuşakçalar , eklembacaklılar , annelid solucanlar ve derisidikenliler gibi fosillerle ilgilenir . Paleobotanik fosil bitkileri , algleri ve mantarları inceler . Palinoloji , kara bitkileri ve protistler tarafından üretilen polen ve sporların incelenmesi, hem canlı hem de fosil organizmalarla ilgilendiği için paleontoloji ve botanik ile uğraşır. Mikropaleontoloji , her türden mikroskobik fosil organizmalarla ilgilenir.

Mühendislik tekniklerini kullanan analizler, Tyrannosaurus'un yıkıcı bir ısırık olduğunu gösteriyor, ancak koşma yeteneği hakkında şüpheler uyandırıyor.

Paleoekoloji , bireysel organizmalara odaklanmak yerine, besin zincirleri gibi farklı antik organizmalar arasındaki etkileşimleri ve çevreleriyle iki yönlü etkileşimleri inceler . Örneğin, bakteriler tarafından oksijenli fotosentezin gelişmesi , atmosferin oksijenlenmesine neden oldu ve ekosistemlerin üretkenliğini ve çeşitliliğini büyük ölçüde artırdı . Bunlar birlikte, tüm çok hücreli organizmaların inşa edildiği karmaşık ökaryotik hücrelerin evrimine yol açtı .

Paleoklimatoloji , bazen paleoekolojinin bir parçası olarak ele alınsa da, daha çok Dünya'nın ikliminin tarihine ve onu değiştiren mekanizmalara odaklanır - bazen evrimsel gelişmeleri, örneğin Devoniyen döneminde kara bitkilerinin hızlı genişlemesini, daha fazla karbondioksiti uzaklaştırdı. atmosfer, indirgeme sera etkisini ve dolayısıyla neden yardımcı buz yaş olarak Karbonifer süre.

Biyostratigrafi , kayaların oluştuğu kronolojik sırayı bulmak için fosillerin kullanılması, hem paleontologlar hem de jeologlar için yararlıdır. Biyocoğrafya , organizmaların mekansal dağılımını inceler ve aynı zamanda Dünya coğrafyasının zaman içinde nasıl değiştiğini açıklayan jeoloji ile de bağlantılıdır.

Kanıt kaynakları

Vücut fosilleri

Bu Marrella numune ne kadar açık ve ayrıntılı gelen fosiller göstermektedir Burgess Shale lagerstätte vardır

Organizmaların vücutlarının fosilleri genellikle en bilgilendirici kanıt türüdür. En yaygın türleri ağaç, kemik ve kabuktur. Fosilleşme nadir görülen bir olaydır ve çoğu fosil, gözlemlenebilmeleri için erozyon veya metamorfizma tarafından yok edilir . Bu nedenle fosil kayıtları çok eksik, giderek daha da geriye gidiyor. Buna rağmen, yaşam tarihinin daha geniş kalıplarını göstermek genellikle yeterlidir. Fosil kayıtlarında da önyargılar vardır: farklı ortamlar, farklı organizma türlerinin veya organizma parçalarının korunması için daha elverişlidir. Ayrıca, yumuşakçaların kabukları gibi , organizmaların yalnızca zaten mineralize olmuş kısımları genellikle korunur. Çoğu hayvan türü yumuşak gövdeli olduğundan, fosilleşmeden önce çürürler. Sonuç olarak, 30'dan fazla canlı hayvan filumu olmasına rağmen , üçte ikisi hiçbir zaman fosil olarak bulunmamıştır.

Bazen, olağandışı ortamlar yumuşak dokuları koruyabilir. Bu lagerstätten , paleontologların, eğer korunmuşlarsa, diğer tortularda yalnızca kabuklar, dikenler, pençeler vb. ile temsil edilen hayvanların iç anatomisini incelemelerine izin verir. Bununla birlikte, lagerstätten bile o dönemde yaşamın eksik bir resmini sunuyor. O sırada yaşayan organizmaların çoğu muhtemelen temsil edilmemektedir, çünkü lagerstätten, örneğin yumuşak gövdeli organizmaların çamur kaymaları gibi olaylarla çok hızlı bir şekilde korunabildiği ortamların dar bir aralığı ile sınırlıdır; ve hızlı gömülmeye neden olan istisnai olaylar, hayvanların normal ortamlarını incelemeyi zorlaştırmaktadır. Fosil kayıtlarının seyrek olması, organizmaların fosil kayıtlarında bulunmalarından çok önce ve sonra var olmalarının beklendiği anlamına gelir - bu, Signor-Lipps etkisi olarak bilinir .

iz fosiller

Bir trilobit tarafından yapılmış Rusophycus dahil Kambriyen iz fosilleri
Climactichnites ---Şimdi Wisconsin'de bulunan bir Kambriyen gelgit düzlüğünde büyük, sümüklü böcek benzeri hayvanlardan gelen Kambriyen patikaları (10-12 cm genişliğinde).

İz fosilleri esas olarak izler ve yuvalardan oluşur, ancak aynı zamanda koprolitler (fosil dışkıları ) ve beslenmeyle bırakılan izleri de içerir . İz fosiller, özellikle sert kısımları kolayca fosilleşebilen hayvanlarla sınırlı olmayan bir veri kaynağını temsil ettikleri ve organizmaların davranışlarını yansıttıkları için önemlidir. Ayrıca birçok iz, onları yapabildikleri düşünülen hayvanların vücut fosillerinden çok daha eskilere dayanmaktadır. İz fosillerinin yaratıcılarına tam olarak atanması genellikle imkansız olsa da, örneğin izler, orta derecede karmaşık hayvanların ( solucanlarla karşılaştırılabilir ) görünümünün en eski fiziksel kanıtını sağlayabilir .

jeokimyasal gözlemler

Jeokimyasal gözlemler, belirli bir dönemdeki küresel biyolojik aktivite düzeyini veya belirli fosillerin afinitesini çıkarmaya yardımcı olabilir. Örneğin, kayaların jeokimyasal özellikleri, yaşamın Dünya'da ilk ortaya çıktığı zamanı ortaya çıkarabilir ve tüm çok hücreli organizmaların inşa edildiği tür olan ökaryotik hücrelerin varlığına dair kanıt sağlayabilir . Karbon izotop oranlarının analizleri , Permiyen-Triyas nesli tükenme olayı gibi büyük geçişleri açıklamaya yardımcı olabilir .

Antik organizmaların sınıflandırılması

Paleontolojideki bazı anlaşmazlıklar sadece isimler üzerindeki yanlış anlamalara dayandığından, organizma gruplarını açık ve geniş çapta kabul edilen bir şekilde adlandırmak önemlidir. Linne taksonomisi , canlı organizmaları sınıflandırmak için yaygın olarak kullanılır, ancak bilinenlerden önemli ölçüde farklı olan yeni keşfedilen organizmalarla uğraşırken zorluklarla karşılaşır. Örneğin: yeni bir üst düzey gruplandırmanın hangi düzeyde yerleştirileceğine karar vermek zordur, örneğin cins veya aile veya düzen ; Bu önemlidir, çünkü grupları adlandırmak için Linnaean kurallar onların seviyelerine bağlıdır ve bu nedenle bir grup farklı bir seviyeye taşınırsa yeniden adlandırılması gerekir.

tetrapodlar

amfibiler

Amniyotlar
Sinapsidler

Tükenmiş Sinapsidler

   

memeliler

Sürüngenler

soyu tükenmiş sürüngenler

Kertenkeleler ve yılanlar

Archosaurlar

soyu tükenmiş
arkozorlar

Timsahlar

Dinozorlar mı?
  

Soyu Tükenmiş
Dinozorlar


 ? 

kuşlar

Basit örnek
    kladogram Sıcak kanlılık, sinapsid
-memeli geçişinde bir yerde evrimleşmiştir . ? Sıcakkanlılık da bu noktalardan birinde evrimleşmiş olmalı - yakınsak evrimin bir örneği .
  

Paleontologlar genellikle bir dizi organizmanın evrimsel "aile ağacını" çözmek için bir teknik olan kladistiğe dayalı yaklaşımları kullanırlar . B ve C gruplarının birbirlerine A grubuna göre daha fazla benzerliği varsa, o zaman B ve C'nin birbirleriyle A'dan daha yakından ilişkili olduğu mantığıyla çalışır. Karşılaştırılan karakterler anatomik olabilir , DNA veya protein dizilerini karşılaştırarak bir notokord veya moleküler varlığı gibi . Başarılı bir analizin sonucu, ortak bir atayı paylaşan gruplardan oluşan bir hiyerarşidir. İdeal olarak "soy ağacının" her bir düğümden ("kavşak") çıkan sadece iki dalı vardır, ancak bazen bunu başarmak için çok az bilgi vardır ve paleontologlar birkaç dalı olan kavşaklarla uğraşmak zorunda kalırlar. Kanatlar veya kamera gözleri gibi bazı özellikler bir kereden fazla, yakınsak bir şekilde geliştiğinden , kladistik teknik bazen yanılabilir  - bu analizlerde dikkate alınmalıdır.

Genellikle "Evo Devo" olarak kısaltılan evrimsel gelişim biyolojisi , paleontologların "aile ağaçları" üretmelerine ve fosilleri anlamalarına da yardımcı olur. Örneğin, bazı modern brakiyopodların embriyolojik gelişimi, brakiyopodların Kambriyen döneminde soyu tükenmiş halkieriidlerin torunları olabileceğini düşündürmektedir .

Organizmaların tarihlerinin tahmin edilmesi

Paleontoloji, canlıların zaman içinde nasıl değiştiğinin haritasını çıkarmaya çalışır. Bu amaca yönelik önemli bir engel, fosillerin kaç yaşında olduğunu bulmanın zorluğudur. Fosilleri koruyan yataklar tipik olarak radyometrik tarihleme için gereken radyoaktif elementlerden yoksundur . Bu teknik, yaklaşık 50 milyon yıldan daha eski kayalara mutlak bir yaş vermenin tek yoludur ve %0,5 veya daha iyi bir doğruluk oranına sahip olabilir. Radyometrik tarihleme çok dikkatli bir laboratuvar çalışması gerektirse de, temel prensibi basittir: çeşitli radyoaktif elementlerin bozunma hızları bilinmektedir ve bu nedenle radyoaktif elementin bozunduğu elemente oranı, radyoaktif elementin ne kadar süre önce dahil edildiğini gösterir. kayanın içine. Radyoaktif elementler yalnızca volkanik kökenli kayaçlarda yaygındır ve bu nedenle radyometrik olarak tarihlenebilen tek fosil içeren kayaçlar birkaç volkanik kül tabakasıdır.

Sonuç olarak, paleontologlar genellikle fosilleri tarihlemek için stratigrafiye güvenmek zorundadır . Stratigrafi, tortul kayıt olan ve bir yapbozla karşılaştırılan "katman pastasını" deşifre etme bilimidir . Kayalar normalde, her biri altındakinden daha genç olan nispeten yatay katmanlar oluşturur. Yaşları bilinen iki tabaka arasında bir fosil bulunursa, fosilin yaşı bilinen iki yaş arasında olmalıdır. Kaya dizileri sürekli olmadığından, faylar veya erozyon periyotları ile parçalanmış olabileceğinden , doğrudan yan yana olmayan kaya yataklarını eşleştirmek çok zordur. Bununla birlikte, nispeten kısa bir süre hayatta kalan türlerin fosilleri, izole edilmiş kayaları birbirine bağlamak için kullanılabilir: bu tekniğe biyostratigrafi denir . Örneğin, conodont Eoplacognathus pseudoplanus'un Orta Ordovisiyen döneminde kısa bir menzili vardır. Yaşı bilinmeyen kayalarda E. pseudoplanus izlerine rastlanırsa , bunların orta-Ordovisiyen yaşına sahip olmaları gerekir. Bu tür indeks fosiller ayırt edici olmalı, küresel olarak dağıtılmalı ve faydalı olması için kısa bir zaman aralığına sahip olmalıdır. Ancak indeks fosillerin ilk düşünülenden daha uzun fosil aralıklarına sahip olduğu ortaya çıkarsa yanıltıcı sonuçlar ortaya çıkmaktadır. Stratigrafi ve biyostratigrafi genel olarak sadece göreceli tarihlemeyi sağlayabilir ( A , B'den önceydi ), bu genellikle evrimi incelemek için yeterlidir. Bununla birlikte, farklı kıtalarda aynı yaştaki kayaları eşleştirmedeki problemler nedeniyle bu, bazı zaman dilimleri için zordur .

Soy ağacı ilişkileri, soyların ilk ortaya çıktığı tarihi daraltmaya da yardımcı olabilir. Örneğin, B veya C'nin fosilleri X milyon yıl öncesine tarihleniyorsa ve hesaplanan "soy ağacı", A'nın B ve C'nin atası olduğunu söylüyorsa, A'nın X milyon yıldan daha önce evrimleşmiş olması gerekir.

Aynı zamanda, DNA mutasyonlarının sabit bir oranda biriktiğini varsayarak, iki canlı grubun ne kadar zaman önce ayrıldığını – yani son ortak atalarının yaklaşık olarak ne kadar önce yaşamış olması gerektiğini – tahmin etmek de mümkündür . Bununla birlikte, bu " moleküler saatler " yanıltıcıdır ve yalnızca çok yaklaşık bir zamanlama sağlarlar: örneğin, Kambriyen patlamasında yer alan grupların ilk ne zaman evrimleştiğini tahmin etmek için yeterince kesin ve güvenilir değildirler ve farklı tekniklerle üretilen tahminler olabilir. iki faktöre göre değişir.

yaşam tarihi

Bu buruşuk "fil derisi" dokusu, stromatolit olmayan bir mikrobiyal matın iz fosilidir . Görüntü, dokunun mikrobiyal bir matın kanıtı olarak ilk tanımlandığı İsveç'in Burgsvik yataklarındaki konumu göstermektedir .

Dünya yaklaşık 4.570  milyon yıl önce oluştu ve yaklaşık 40 milyon yıl sonra Ay'ı oluşturan bir çarpışmadan sonra, yaklaşık 4.440  milyon yıl önce okyanuslara ve atmosfere sahip olacak kadar hızlı soğumuş olabilir . Ay'da 4.000 ila 3.800 milyon yıl önce asteroitlerin Geç Ağır Bombardımanı olduğuna dair kanıtlar var . Göründüğü gibi, böyle bir bombardıman Dünya'yı aynı anda vurduysa, ilk atmosfer ve okyanuslar sıyrılmış olabilir.

Paleontoloji, yaşamın evrimsel tarihini 3.000  milyon yıl öncesine , muhtemelen 3.800  milyon yıl öncesine kadar takip eder . Dünya'daki yaşamın en eski açık kanıtı, 3.400  milyon yıl öncesine ait fosil bakterilerinin ve 3.800  milyon yıl önce yaşamın varlığına ilişkin jeokimyasal kanıtlara dair çoğu zaman tartışmalı olan raporlar olmasına rağmen, 3.000  milyon yıl öncesine dayanmaktadır . Bazı bilim adamları, Dünya'daki yaşamın başka bir yerden "tohumlandığını" öne sürdüler , ancak çoğu araştırma, yaşamın Dünya'da bağımsız olarak nasıl ortaya çıkabileceğine dair çeşitli açıklamalara odaklanıyor .

Yaklaşık 2.000 milyon yıl boyunca mikrobiyal paspaslar , farklı bakterilerin çok katmanlı kolonileri, Dünya'daki baskın yaşamdı. Oksijenli fotosentezin evrimi, yaklaşık 2.400  milyon yıl öncesinden atmosferin oksijenlenmesinde büyük rol oynamalarını sağladı . Atmosferdeki bu değişim, evrim fidanlıkları olarak etkinliklerini artırdı. İken ökaryotlar , kompleks iç yapılarına sahip hücrelerin, mevcut önceki olmuş olabilir onlar oksijen dönüştürme yeteneği kazanılmış zaman, onların evrim hızlandı zehir güçlü kaynağına metabolik enerji. Bu yenilik, oksijenle çalışan bakterileri endosimbiyontlar olarak yakalayan ve onları mitokondri adı verilen organellere dönüştüren ilkel ökaryotlardan gelmiş olabilir . Organelleri (mitokondri gibi) olan karmaşık ökaryotların en eski kanıtı 1,850  milyon yıl öncesine dayanmaktadır .

Çok hücreli yaşam sadece ökaryotik hücrelerden oluşur ve bunun en eski kanıtı , farklı işlevler için hücrelerin uzmanlaşması ilk olarak 1.430  milyon yıl (olası bir mantar) ile 1.200  milyon yıl arasında ortaya çıkmasına rağmen, 2.100  milyon yıl öncesine ait Francevillian Grubu Fosilleridir . (olası bir kırmızı alg ). Eşeysiz çok hücreli bir organizma, çoğalma yeteneğini koruyan haydut hücreler tarafından ele geçirilme riski altında olabileceğinden, cinsel üreme , hücrelerin uzmanlaşması için bir ön koşul olabilir.

Bilinen en eski hayvanlar, yaklaşık 580  milyon yıl öncesine ait cnidarians'tır , ancak bunlar o kadar modern görünüyor ki, daha önceki hayvanların torunları olmalı. Yaklaşık 548  milyon yıl öncesine kadar mineralize , kolay fosilleşebilen sert parçalar geliştirmedikleri için erken dönem hayvan fosilleri nadirdir . En erken modern görünümlü iki taraflı hayvanlar , herhangi bir modern hayvana çok az benzerlik gösteren birkaç "tuhaf harika" ile birlikte Erken Kambriyen'de ortaya çıkıyor . Bu Kambriyen patlamasının gerçekten çok hızlı bir evrimsel deney dönemi olup olmadığı konusunda uzun süredir devam eden bir tartışma var ; alternatif görüşler, modern görünümlü hayvanların daha erken evrimleşmeye başladığı, ancak öncüllerinin fosillerinin henüz bulunmadığı veya "tuhaf harikaların" modern grupların evrimsel "teyzeleri" ve "kuzenleri" olduğudur . Omurgalılar , Geç Ordovisiyen'de ilk çeneli balık ortaya çıkana kadar küçük bir grup olarak kaldılar .

Yaklaşık 13 santimetre (5,1 inç) ile Erken Kretase Yanoconodon , zamanın ortalama memelisinden daha uzundu.

Hayvanların ve bitkilerin sudan karaya yayılması, organizmaların kurumaya karşı korunma ve yerçekimine karşı kendilerini destekleme dahil olmak üzere çeşitli sorunları çözmesini gerektiriyordu . Kara bitkilerinin ve kara omurgasızlarının en eski kanıtları sırasıyla yaklaşık 476  milyon yıl öncesine ve 490  milyon yıl öncesine dayanmaktadır . Bu omurgasızların, iz ve vücut fosillerinin gösterdiği gibi, öthykarsinoidler olarak bilinen eklembacaklılar olduğu gösterildi . Kara omurgalılarını meydana getiren soy, daha sonra ama çok hızlı bir şekilde 370  milyon yıl öncesi ile 360  milyon yıl öncesi arasında evrimleşmiştir ; son keşifler, tarih ve evrimlerinin arkasındaki itici güçler hakkında daha önceki fikirleri alt üst etti. Kara bitkileri o kadar başarılıydı ki, döküntüleri Geç Devoniyen'de , ölü odunu sindirebilen mantarların evrimine kadar ekolojik bir krize neden oldu .

Hayatta kalan tek dinozor kuşlardır

Sırasında Permiyen dönemi, synapsids ataları dahil memeliler , egemen kara ortamlarına sahip olabilir, ancak bu ile sona erdi Permiyen-Triyas yok oluş olayı 251  milyon yıl önce çok yakın tüm karmaşık yaşamı neredeyse yok olmak üzere geldiği. Yok oluşlar, en azından omurgalılar arasında, görünüşe göre oldukça aniydi. Bu felaketten yavaş yavaş iyileşme sırasında, daha önce belirsiz bir grup olan arkozorlar , en bol ve çeşitli karasal omurgalılar haline geldi. Bir arkozor grubu, dinozorlar, Mesozoyik'in geri kalanı için baskın kara omurgalılarıydı ve kuşlar bir dinozor grubundan evrimleşti. Bu süre zarfında memelilerin ataları , endotermi ve saç gibi memeli özelliklerinin gelişimini hızlandırmış olabilecek , yalnızca küçük, çoğunlukla gece böcek öldürücüler olarak hayatta kaldı . Sonra Kretase-Tersiyer yok oluşu 66  milyon yıl önce kuşlar hariç tüm dinozorlara kapalı öldürdü, memeliler büyüklük ve çeşitlilik hızla artmış ve bazı hava ve deniz sürdü.

Fosil kanıtları, 130  milyon yıl ile 90  milyon yıl önce arasında Erken Kretase'de çiçekli bitkilerin ortaya çıktığını ve hızla çeşitlendiğini göstermektedir . Karasal ekosistemlerin hakimiyetine hızlı yükselişlerinin , tozlaşan böceklerle birlikte evrim tarafından tahrik edildiği düşünülmektedir . Sosyal böcekler yaklaşık aynı zamanda ortaya çıktılar ve böcek "soy ağacının" sadece küçük kısımlarını oluşturmalarına rağmen, şimdi tüm böceklerin toplam kütlesinin %50'sinden fazlasını oluşturuyorlar.

İnsanlar , en eski fosilleri 6  milyon yıl öncesine dayanan , dik yürüyen bir maymun soyundan evrimleşmiştir . Bu soyun ilk üyelerinin şempanze büyüklüğünde beyinleri olmasına rağmen , modern insanınkinin yaklaşık %25'i kadar büyük, ancak yaklaşık 3  milyon yıl önce beyin boyutunda sürekli bir artış olduğuna dair işaretler var . Modern insanın, Afrika'daki tek bir küçük popülasyonun torunları olup olmadığı , daha sonra 200.000 yıldan daha kısa bir süre önce tüm dünyaya göç edip önceki insan türlerinin yerini alıp almadığı veya aynı zamanda dünya çapında aynı anda ortaya çıkıp çıkmadığı konusunda uzun süredir devam eden bir tartışma var . melezleme .

kitlesel yok oluşlar

Yok olma yoğunluğu.svgCambrian Ordovician Silurian Devonian Carboniferous Permian Triassic Jurassic Cretaceous Paleogene Neogene
Fanerozoik sırasında deniz yok olma yoğunluğu
%
Milyonlarca yıl önce
Yok olma yoğunluğu.svgCambrian Ordovician Silurian Devonian Carboniferous Permian Triassic Jurassic Cretaceous Paleogene Neogene
Görünür yok olma yoğunluğu, yani, fosil kayıtlarından yeniden yapılandırıldığı şekliyle, herhangi bir zamanda soyu tükenen cinslerin oranı (grafik, Holosen yok oluş olayının son dönemini içermemektedir )

Dünyadaki yaşam, en az 542  milyon yıl öncesinden beri ara sıra kitlesel yok oluşlara maruz kalmıştır . Felaket etkilerine rağmen, kitlesel yok oluşlar bazen dünyadaki yaşamın evrimini hızlandırdı. Ekolojik bir nişin hakimiyeti bir organizma grubundan diğerine geçtiğinde, bunun nedeni nadiren yeni baskın grubun eskisini geride bırakması, ancak genellikle bir yok olma olayının yeni grubun eskisinden daha uzun yaşamasına ve nişine geçmesine izin vermesidir.

Fosil kayıtları, hem kitlesel yok oluşlar arasındaki boşlukların uzaması hem de ortalama ve arka plandaki yok olma oranlarının azalmasıyla birlikte, yok olma hızının yavaşladığını gösteriyor gibi görünüyor. Bununla birlikte, bu gözlemlerin her ikisi de birkaç şekilde açıklanabileceğinden, gerçek yok olma hızının değişip değişmediği kesin değildir:

  • Okyanuslar son 500 milyon yılda yaşama daha elverişli hale gelmiş ve kitlesel yok oluşlara karşı daha az savunmasız hale gelmiş olabilir : çözünmüş oksijen daha yaygın hale geldi ve daha derinlere nüfuz etti; karada yaşamın gelişmesi besinlerin akışını ve dolayısıyla ötrofikasyon ve anoksik olay riskini azalttı ; deniz ekosistemleri daha çeşitli hale geldi, böylece besin zincirlerinin bozulma olasılığı daha düşük oldu.
  • Oldukça eksiksiz fosiller çok nadirdir: soyu tükenmiş organizmaların çoğu yalnızca kısmi fosillerle temsil edilir ve en eski kayalarda tam fosiller en nadirdir. Bu nedenle paleontologlar, yanlışlıkla aynı organizmanın parçalarını farklı cinslere atadılar ve bunlar genellikle yalnızca bu buluntuları barındırmak için tanımlandı - Anomalocaris'in hikayesi bunun bir örneğidir. Daha yaşlı fosiller için bu hata riski daha yüksektir çünkü bunlar genellikle herhangi bir canlı organizmanın parçalarına benzemez. Birçok "gereksiz" cins, bir daha bulunamayan parçalarla temsil edilir ve bu "gereksiz" cinslerin çok hızlı bir şekilde neslinin tükendiği şeklinde yorumlanır.
Tüm cinsler
"İyi tanımlanmış" cins
eğilim çizgisi
"Büyük Beşli" kitlesel yok oluşlar
Diğer kitlesel yok oluşlar
Milyon yıl önce
binlerce cins
Fosil kayıtlarında gösterildiği gibi fanerozoik biyoçeşitlilik

Fosil kayıtlarındaki biyoçeşitlilik ,

"Herhangi bir zamanda yaşayan farklı cinslerin sayısı; yani, ilk oluşumu o zamandan önce gelen ve son oluşumu o zamandan sonra olanlar"

gösterileri Farklı trend: den oldukça hızlı yükselişi 542 ila 400 milyon yıl önce , hafif bir düşüş 400 ila 200 milyon yıl önce yıkıcı olan, Permiyen-Triyas yok oluşu önemli bir faktördür, ve gelen hızlı artış 200  milyon yıl geçmişten günümüze.

Tarih

Bu Hint fil çenesi ve mamut çenesi (üstte) Cuvier'in canlı ve fosil fillerle ilgili 1796 tarihli makalesinden alınmıştır.

Paleontoloji 1800 civarında kurulmuş olmasına rağmen, daha önceki düşünürler fosil kayıtlarının bazı yönlerini fark etmişlerdi . Eski Yunan filozofu Ksenophanes (MÖ 570-480), fosil deniz kabuklarından bazı kara alanlarının bir zamanlar su altında olduğu sonucuna vardı. Orta Çağ boyunca, Avrupa'da Avicenna olarak bilinen İranlı doğa bilimci İbn Sina , fosilleri tartıştı ve 14. yüzyılda Saksonyalı Albert'in detaylandırdığı taşlaşan sıvılar teorisini önerdi . Çinli doğa bilimci Shen Kuo (1031-1095) , zamanında bambu için çok kuru olan bölgelerde taşlaşmış bambuların varlığına dayanan bir iklim değişikliği teorisi önerdi .

In modern Avrupa'nın , fosil sistematik çalışma değişikliklere ayrılmaz bir parçası olarak ortaya tabiat felsefesi sırasında meydana Akıl Çağı . İtalyan Rönesansı'nda Leonardo da Vinci , alana çeşitli önemli katkılarda bulundu ve çok sayıda fosili tasvir etti. Leonardo'nun katkıları paleontoloji tarihinin merkezinde yer alır çünkü paleontolojinin iki ana dalı olan iknoloji ve vücut fosili paleontolojisi arasında bir süreklilik çizgisi kurmuştur. Aşağıdakileri tanımladı:

  1. İknofosillerin biyojenik doğası, yani iknofosiller canlı organizmalar tarafından bırakılan yapılardı;
  2. İknofosillerin paleo-çevresel araçlar olarak kullanımı – bazı iknofosiller kaya tabakalarının deniz kökenli olduğunu gösterir;
  3. Neoiknolojik yaklaşımın önemi – son izler iknofosilleri anlamak için bir anahtardır;
  4. İknofosiller ve vücut fosillerinin bağımsızlığı ve tamamlayıcı kanıtı – iknofosiller vücut fosillerinden farklıdır, ancak paleontolojik bilgi sağlamak için vücut fosilleriyle bütünleştirilebilir

18. yüzyılın sonunda Georges Cuvier'in çalışması karşılaştırmalı anatomiyi bilimsel bir disiplin haline getirdi ve bazı fosil hayvanların canlılara benzemediğini kanıtlayarak hayvanların neslinin tükenebileceğini göstererek paleontolojinin ortaya çıkmasına neden oldu. Fosil kayıtlarının genişleyen bilgisi, jeolojinin, özellikle de stratigrafinin gelişiminde artan bir rol oynadı .

Palæontologie kelimesinden ilk kez Ocak 1822'de Henri Marie Ducrotay de Blainville tarafından Journal de physique adlı kitabında bahsedilmiştir .

19. yüzyılın ilk yarısında jeolojik ve paleontolojik faaliyetlerin, jeolojik toplulukların ve müzelerin büyümesi ve artan sayıda profesyonel jeolog ve fosil uzmanı ile giderek daha iyi organize edildiği görüldü. Jeoloji ve paleontoloji, sanayicilerin kömür gibi doğal kaynakları bulmalarına ve kullanmalarına yardımcı olduğu için, tamamen bilimsel olmayan nedenlerle ilgi arttı. Bu, Dünya'daki yaşamın tarihi hakkında bilgide hızlı bir artışa ve büyük ölçüde fosil kanıtlarına dayanan jeolojik zaman ölçeğinin tanımında ilerlemeye katkıda bulundu . 1822'de Journal de Physique'in editörü Henri Marie Ducrotay de Blainville , eski canlı organizmaların fosiller aracılığıyla incelenmesine atıfta bulunmak için "paleontoloji" kelimesini kullandı. Yaşam tarihi bilgisi gelişmeye devam ettikçe, yaşamın gelişiminde bir tür ardışık düzenin olduğu giderek daha açık hale geldi. Bu , türlerin dönüştürülmesiyle ilgili erken evrim teorilerini teşvik etti . Charles Darwin , 1859'da Türlerin Kökeni'ni yayınladıktan sonra , paleontolojinin odak noktası, insan evrimi ve evrim teorisi dahil olmak üzere evrimsel yolları anlamaya kaydı .

Yaklaşık 518  milyon yıl önce Çin'de bulunan Haikouichthys ,bilinen en eski balık olabilir.

19. yüzyılın son yarısı, özellikle Kuzey Amerika'da paleontolojik aktivitede muazzam bir genişleme gördü. Bu eğilim, 20. yüzyılda Dünya'nın ek bölgelerinin sistematik fosil koleksiyonuna açılmasıyla devam etti. 20. yüzyılın sonlarına doğru Çin'de bulunan fosiller, hayvanların en erken evrimi, erken balıklar, dinozorlar ve kuşların evrimi hakkında yeni bilgiler sağladıkları için özellikle önemli olmuştur. 20. yüzyılın son birkaç on yılı, kitlesel yok oluşlara ve bunların Dünya'daki yaşamın evrimindeki rolüne yeniden ilgi gördü . Ayrıca çoğu hayvan filumunun vücut planlarının gelişimini açıkça gören Kambriyen patlamasına yeniden ilgi vardı . Ediacaran biyotasının fosillerinin keşfi ve paleobiyolojideki gelişmeler , Kambriyen'den çok önce yaşamın tarihi hakkındaki bilgileri genişletti.

Artan farkındalık Gregor Mendel in 'in öncü çalışmaları genetiği ilk gelişmesine yol açtı nüfus genetiği ortasından 20. yüzyıl ve daha sonra , modern evrimsel sentez açıklıyor, evrim gibi olayların sonucu olarak mutasyonları ve yatay gen transferi , hangi sağlayan genetik çeşitliliği ile, genetik sürüklenme ve doğal seleksiyon zamanla Bu varyasyonda tahrik değişiklikler. Önümüzdeki birkaç yıl içinde, DNA'nın genetik kalıtımdaki rolü ve işleyişi keşfedildi, bu da moleküler biyolojinin "Merkezi Dogması" olarak bilinen şeye yol açtı . 1960'larda moleküler filogenetik , biyokimyadan türetilen tekniklerle evrimsel "aile ağaçlarının" araştırılması , özellikle insan soyunun o zamanlar düşünülenden çok daha yakın bir zamanda maymunlardan ayrıldığı öne sürüldüğünde, bir etki yaratmaya başladı . Bu erken çalışma , maymunlardan ve insanlardan alınan proteinleri karşılaştırmış olsa da , çoğu moleküler filogenetik araştırması şimdi RNA ve DNA karşılaştırmalarına dayanmaktadır .

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar