古生物學
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古生物學(英語:paleontology) 是研究古地質時代中的生物及其發展的科學。它是生物學和地質學的交叉科學[1][2]。既是生命科學中唯一具有歷史科學性質的時間尺度的一個獨特分支,研究生命起源、發展歷史、生物宏觀進化模型、節奏與作用機制等歷史生物學的重要基礎和組成部分;又是地球科學的一個分支,研究保存在地層中的生物遺體、遺蹟、化石,用以確定地層的順序、時代,了解地殼發展的歷史,推斷地質史上水陸分佈、氣候變遷和沉積礦產形成與分佈的規律。
「古生物學」一詞來源於希臘語 παλαιός(palaios,意為「古老的」)、ὄν(on,意為「生物」)和 λόγος(logos,意為「學科」)。
歷史[編輯]
人類對化石的認識可追溯到古代,但科學古生物學起源於17世紀。1669年,尼古拉斯·斯坦諾論證了「舌形石」實為古代鯊魚的牙齒,奠定了化石是有機物遺骸的認識基礎。[3]
18世紀末,喬治·居維葉開創了比較解剖學,證明了物種滅絕的存在,並將巴黎盆地的化石按地層順序進行了系統研究。他的災變論認為地球歷史被多次大規模滅絕事件所間斷。[3]
1859年,查爾斯·達爾文發表《物種起源》,為古生物學提供了演化論框架。古生物學從此成為論證生物演化的核心證據來源,化石記錄中展示的過渡化石(如始祖鳥、提塔利克魚)為演化論提供了關鍵支持。20世紀,放射性測年技術的發展使化石年代得以精確確定,而Module:WikidataLink第216行Lua錯誤:attempt to call field 'entityExists' (a nil value)、系統發生學、計算機斷層掃描等技術進一步拓展了古生物學的研究手段。
研究對象[編輯]
化石:通過對化石的考察,配合對含化石岩層的了解以及其他一些有關地質問題的研究,以解釋古代生物中的各類問題。著名的如驗證大陸漂移學說。
化石類型[編輯]
化石可分為兩大類:遺體化石(body fossils)是生物體本身的保存形式,包括骨骼、貝殼、木質組織等硬體部分以及罕見的軟組織印痕(如伯吉斯頁岩中的軟軀體動物)。常見的石化方式包括礦化、碳化、模鑄等。
遺蹟化石(trace fossils)則是生物活動的記錄,如足跡、潛穴、糞便(糞化石)、覓食痕跡等。遺蹟化石通常能提供生物行為方式的直接信息,而單純遺體化石無法提供這類生態學資料。[4]
根據大小,化石還可分為大化石(肉眼可見)和微化石(需藉助顯微鏡觀察)。微化石(如孢粉、有孔蟲)在地層劃分和石油勘探中具有重要價值。
埋藏學[編輯]
埋藏學(taphonomy)研究生物從死亡到被埋藏、最終保存為化石的全過程。這一過程涉及腐解、搬運、埋藏、成岩等多個階段,每一階段都會造成信息損失——因此化石記錄是不完整的,存在明顯的保存偏差。了解埋藏過程有助於古生物學家判斷化石群落在多大程度上代表了原始生物群落的真實面貌。[5]
主要分支[編輯]
根據研究的不同對象,古生物學分為古植物學和古動物學兩大分支。隨着近代生產發展的需要和科學研究的深化,古植物學分出了古孢粉學和古藻類學;古動物學分出了古無脊椎動物學和古脊椎動物學;古人類學既是人類學的分支學科,又是古脊椎動物學的分支學科;根據個體微小的動植物化石或大生物體微小部分的研究,又形成了微體古生物的分支學科,在理論和實踐上顯示出重要的意義。
學說[編輯]
雖然古生物學說基本上都屬於假設,但這些假設背後是有不少的科學證據支持作為佐證。這些證據包括有動物遺體的化石證據、痕跡化石證據、以及科學家對地質化學的觀察等[6][7][8][9][10]。
方法[編輯]
實地考察是一種重要的研究方法,從古代生物(包括動植物)的化石等方面了解當時的地球情況。
參見[編輯]
參考文獻[編輯]
- ↑ paleontology | science. Encyclopædia Britannica. [2017-08-24]. (原始內容存檔於2017-08-24) (English).
- ↑ McGraw-Hill Encyclopedia of Science & Technology. McGraw-Hill. 2002: 58. ISBN 0-07-913665-6.
- ↑ 3.0 3.1 Rudwick, Martin J. S. The Meaning of Fossils 2nd. University of Chicago Press. 1985. ISBN 978-0-226-73103-2 (English).
- ↑ Seilacher, A. Trace Fossil Analysis. Springer. 2007. ISBN 978-3-540-47225-4 (English).
- ↑ Behrensmeyer, A. K.; Kidwell, S. M.; Gastaldo, R. A. Taphonomy. Briggs, D. E. G.; Crowther, P. R. (編). Paleobiology. Blackwell. 2001 (English).
- ↑ Signor, P.W. Sampling bias, gradual extinction patterns and catastrophes in the fossil record. Geological Implications of Impacts of Large Asteroids and Comets on the Earth. Geological Society of America Special Papers (Boulder, CO: Geological Society of America). 1982, 190: 291–96 [January 1, 2008]. ISBN 0-8137-2190-3. doi:10.1130/SPE190-p291. A 84–25651 10–42. (原始內容存檔於July 28, 2020).
- ↑ Butterfield, N.J. Ecology and evolution of Cambrian plankton (PDF). The Ecology of the Cambrian Radiation (New York: Columbia University Press). 2001: 200–16 [September 27, 2007].[永久失效連結]
- ↑ Benton M.J.; Wills M.A.; Hitchin R. Quality of the fossil record through time. Nature. 2000, 403 (6769): 534–37. Bibcode:2000Natur.403..534B. PMID 10676959. S2CID 4407172. doi:10.1038/35000558.
- ↑ e.g. Seilacher, A. How valid is Cruziana Stratigraphy?. International Journal of Earth Sciences. 1994, 83 (4): 752–58. Bibcode:1994GeoRu..83..752S. S2CID 129504434. doi:10.1007/BF00251073.
- ↑ Brocks, J.J.; Logan, G.A.; Buick, R.; Summons, R.E. Archaean molecular fossils and the rise of eukaryotes. Science. 1999, 285 (5430): 1033–36 [2022-03-29]. PMID 10446042. S2CID 11028394. doi:10.1126/science.285.5430.1033. (原始內容存檔於2020-07-28).