Есть такая необычная, мы бы даже сказали, экзотическая научная дисциплина - микропалеонтология. Как можно понять из названия, она находится на стыке двух важных наук - микробиологии и палеонтологии. Первая изучает микроорганизмы, невидимые невооружённым взглядом, а вторая - ископаемые организмы, оставившие след в естественной истории, превратившись в окаменелости. Ну а микропалеонтология, очевидно, изучает микроорганизмы, известные лишь по ископаемым следам. Логично. Давайте же разберёмся, как учёные научились это делать.
Исследования в области микропалеонтологии - это достаточно молодое направление в естественно-научных изысканиях. По многим причинам. Например, микроскопы голландцы изобрели в XVI веке, но их очень долгое время могли позволить себе только богачи (а разрыв между богатыми и бедными был тогда очень велик) не совсем для практических целей. Поэтому понадобилось целое столетие, чтобы микроскопы начали применять в научных исследованиях.
Первый, кто использовал эту увеличительную технику для разглядывания природных объектов, был английский исследователь Роберт Гук, который написал книгу «Микрография». Эта книга вышла в середине XVI века, и она потрясла просвещенные умы того времени.
Попала она и в руки одного голландского купца, известного Антони ван Левенгука, который, будучи молодым человеком, прочел эту «Микрографию» и загорелся идеей рассматривать в увеличительные приборы различные природные объекты. Он тогда начал писать в Королевское английское общество письма, к которым прилагал рисунки, на которых изображался увеличенный глаз мухи, ротовой аппарат мухи, зрительный нерв глаза мухи. Гидра — маленькое пресноводное кишечнополостное, хорошо известное обитателям средней полосы, только очень маленького размера; кончик ее щупальца. И уже совсем замечательную вещь Антони ван Левенгук сделал тогда, когда догадался исследовать под микроскопом себя самого. Сделал он это очень просто: он соскоблил с собственных зубов налет и посмотрел, что же там есть. И так он открыл бактерии. Он, конечно, не знал, что это именно бактерии. Он только увидел какие-то очень подвижные маленькие организмы разного облика, которых он назвал «анималькули», в отличие от «анималия» — ‘животное’, а «анималькули» — это очень-очень маленькие животные, «животиночки». Так что Антони ван Левенгук подарил нам с вами начало бактериологии.
А после того, как стало понятно, что эти технические возможности микроскопов колоссально расширяют возможности исследователей живой природы, зоологи действительно начали рассматривать каких-то микроскопических животных.
И где-то уже в XIX веке впервые были исследованы ископаемые илы — илы со дна Северного моря. Эти илы, конечно, древние, но не очень, четвертичного возраста, то есть их возраст где-то порядка 1–2 млн лет, может быть, меньше, может быть, это какие-то десятки или сотни тысяч лет назад. Но в этих илах находились раковинки микроскопических организмов, которые жили и вымерли десятки, или сотни, или тысячи, или миллион лет назад. Пусть это и не давние ископаемые, но тем не менее это ископаемые организмы.
Была написана книга «Микрогеология», которая, в сущности, и стала началом микропалеонтологии, то есть началом исследований ископаемых древних животных по их скелетным остаткам, которые жили очень давно, причем животных маленьких размеров, когда скелет или фрагмент скелета миллиметр, половина миллиметра, десятая часть миллиметра.
А настоящий фурор в микропалеонтологии и понимании того, что она действительно может дать человечеству, для чего она нужна, настоящую славу микропалеонтологии принес самый конец XIX — начало XX века, когда началась научно-техническая революция, когда невероятно активно стало развиваться машиностроение, начала развиваться авиация, очень скоро за этим последовала Первая мировая война. И эти два события потребовали невероятного количества горючего, такого количества бензина или керосина, которое до сих пор человечество никогда не использовало. В это время начались промышленные поиски горючих ископаемых, в основном нефти. Сначала этим занимались американцы, где-то спустя лет десять в эту гонку по добыче нефти вступила и молодая Советская республика.
И вот тогда, когда на огромных закрытых площадях, для того чтобы разведывать нефть и добывать ее, потребовались бурильные работы. Это значит, что ставили бурильные установки, бурили скважины и поднимали тонкую и очень длинную трубочку горной породы (буквально несколько сотен метров или даже километр), для того чтобы заглянуть, что находится внутри этой территории. И для того, чтобы понять, какого возраста эти вынутые с разных глубин породы, нужно было эти породы как-то датировать. А датируют по ископаемым животным. Как вы понимаете, эти керны, эти трубочки породы очень узкие, то есть образцы горных пород, которые исследовали палеонтологи, — это очень небольшие навески породы, скажем 100 грамм, 50 грамм, 200 грамм. Понятно, что кости или раковины крупных организмов (кости древних лошадей, мамонтов, динозавров, раковины крупных моллюсков) просто технически не могут попасть в такой маленький объем породы. А вот раковины микроскопических организмов, размер которых меньше миллиметра, в этом небольшом объеме породы находятся в диких количествах: иногда это сотни и тысячи на один образец. Понятно, что микропалеонтологические объекты оказались самыми желанными и самыми выгодными для таких разведочных работ на закрытых площадях, которые исследуются с помощью бурения. Это был рассвет микропалеонтологии.
И тогда сначала американцы — чуть попозже уже в Советском Союзе — начали готовить целую армию специалистов, которая могла бы обрабатывать эти керны. Для того чтобы этих специалистов готовить, нужно было приготовить сначала учителей, то есть должны были появиться специалисты-микропалеонтологи.
Обратите внимание: История атомной промышленности СССР. Военные против ученых..
И для этого во всех университетах сначала этих двух ведущих стран, позже и в других странах появились целые курсы по микропалеонтологии. Открывались в самых разных городах лаборатории практической микропалеонтологии, которые набирали много сотрудников, и каждый сотрудник занимался какой-то специальной группой микрофауны и являлся в ней пусть и не ведущим научным специалистом, но по крайней мере прекрасным практическим работником по этой группе. Соответственно, очень разросся отряд научных специалистов, которые должны были обеспечить своим многочисленным помощникам-практикам знания: какие виды каких микроскопических групп характерны для определенных геологических срезов времени, для определенных геологических возрастов. Также они должны были разработать то, что называется на языке геологов «зональные шкалы» — последовательность смены этих видов индексов, такую своеобразную мерную линейку, используя которую и работают практики.
Образец зональной шкалыВпоследствии микропалеонтология развивалась гораздо более бурно и очень разнообразно. А только потом уже, во второй половине XX века, у нас появился такой важный прибор, как сканирующий микроскоп. Это дало нам новые невероятные возможности для исследования микрофауны. И сейчас микропалеонтологи пересматривают эти зональные шкалы, разработанные в первой половине XX века, улучшают их, детализируют и занимаются всевозможными проблемами эволюции разных групп микрофауны.
Теперь вопрос: кто является самым обычным объектом исследования микропалеонтологии? Понятно, что это будут скелетики организмов, которые лежат в осадочных породах на планете очень долго, например последние 500 млн лет. А ведь это примерно весь фанерозой - эон, охватывающий палеозойскую, мезозойскую и продолжающуюся до сих пор кайнозойскую эру. Последние 250–300 млн лет — это мезозойская и кайнозойская эра, то есть время от появления динозавров до их вымирания и время, которое пошло после динозавров. И последние где-то 60–65 млн лет — это время уже после динозавров. Три крупных временных куска. Нас интересуют живые организмы, которые живут так долго. При этом на протяжении своей невероятно долгой истории сменилось огромное количество их семейств, родов, видов.
И смену видов для каждого конкретного более узкого временного куска учёные исследуют. В поле зрения человека, который смотрит в бинокуляр или микроскоп, попадает огромное количество различных объектов, например спикулы губок (губки — это организмы, которые живут до сих пор, и в теле губок существуют такие скелетные элементы, иголочки — спикулы). Стало быть, их можно изучать. Есть такие животные, родственники морских ежей, морских лилий, их называют «морские огурцы» (или голотурии). В их кожице тоже есть скелетные элементы, и они попадают в поле зрения микропалеонтологов. У больших крупных морских ежей скелет состоит из отдельных фрагментов, и обломки этого скелета, фрагменты скелета и фрагменты игл этих скелетов тоже попадают в поле зрения микропалеонтолога. Попадают туда и детеныши, мелкие формы, ювенильные формы, например, очень многих двустворчатых моллюсков, морских лилий — то есть ювенильные особи самых разных групп.
Кто же является любимцами микропалеонтологов? Что составляет классические группы, с которым работает именно микропалеонтолог? Это не обломки скелетов макрогрупп или их ювенильные детские раковины, а это действительно животные микроскопического размера, среди них есть много одноклеточных. Например, есть такие морские одноклеточные организмы, которые любят строить раковинки — их называют фораминиферы. Это очень давний и любимый объект исследования микропалеонтологов. Есть другая разновидность планктонных одноклеточных морских организмов — радиолярии. У них скелет стеклянный, даже, я бы сказала, хрустальный, он очень красивый, резной такой. Они живут тоже очень долго и часто встречаются в ископаемом состоянии, захораниваются в древних толщах. Есть ископаемые мелкие рачки остракоды — рак длиной меньше миллиметра. Эти рачки имели двустворчатую раковинку.
Кроме того, в палеозойскую эру (это где-то 250–540 млн лет назад, до динозавров) в земных морях обитали позвоночные организмы, немного похожие на рыбок, но не рыбки, от которых оставались зубы, зубные аппараты, и их мы называли конодонты. Для палеозойских толщ такой излюбленной группой микрофауны являются конодонты. Есть и другие. Например, есть очень большая группа разнообразных одноклеточных водорослей, они тоже с домиками: у кого из извести, у кого из кремния, у кого из органики. Это и есть объекты изучения микропалеонтологии.
#учёные #исследования #наука #палеонтология #микробиология #интересные факты #история
Еще по теме здесь: Новости науки и техники.
Источник: Микропалеонтология: история необычного направления в науке.