Кіріспе
Микрофоссилдерді зерттейтін палеонтологияның саласы. Микропалеонтология (американдық жазу; еуропалық қолданыста микропалеонтология деп жазылады) – организмді, оның морфологиясын және ерекше ерекшеліктерін көру үшін микроскопты пайдалануды қажет ететін микрофоссилдерді зерттейтін палеонтологияның (палеонтология) саласы.
Micropaleontology (American spelling; spelled micropalaeontology in European usage) is the branch of paleontology (palaeontology) that studies microfossils, or fossils that require the use of a microscope to see the organism, its morphology and its characteristic details.
Микроқорық
Микроқазбалар – әдетте 0,001 мм мен 1 мм аралығындағы өлшемдері бар қазбалар, оларды зерттеу үшін жарық немесе электронды микроскопия қолданылуы керек. Жалаңаш көзбен немесе қол линзасы сияқты аз күшпен үлкейту арқылы зерттелетін қазбалар макроқазбалар деп аталады. Мысалы, кейбір колониялық организмдер, мысалы, Бриозоа (әсіресе Cheilostomata), салыстырмалы түрде үлкен колонияларға ие, бірақ колонияның кішкентай жеке организмдерінің ұсақ қаңқалық ерекшеліктері бойынша жіктеледі. Тағы бір мысал, Форминифераның көптеген түрлері (протистер), монета сияқты үлкен қабықшаларымен (оларды "тест" деп атайды) белгілі, мысалы, Nummulites туысы. Микроқазбалар – геологиялық жазбаның кең таралған элементі, кембрийге дейінгі кезеңнен бастап Голоценге дейін кездеседі. Олар көбінесе теңіз ортасындағы шөгінділерде кездеседі, бірақ тұзды, тұщы және құрлықтағы шөгінділерде де табылады. Өмірдің барлық патшалықтары микроқазбалар арқылы ұсынылса да, ең көп кездесетін түрлері – хризофиттер, пиррофиттер, саркодина, акритархтар және хитинозоандардың протест қаңқалары немесе кисталары, сондай-ақ тамырлы өсімдіктердің тозаңы мен споралары. 2017 жылы Канаданың Квебек штатындағы Нувагиттук аймағындағы гидротермальдық шығару орындарындағы шөгінділерде 4,28 миллиард жылға дейін сонау сақталған, фоссилді микроорганизмдер немесе микроқазбалар табылды. Бұл Жердегі өмірдің ең ерте жазбасы болып саналады және 4,41 миллиард жыл бұрын мұхит пайда болғаннан кейін, ал 4,54 миллиард жыл бұрын Жер пайда болғаннан кейін "өмірдің дерлік бірден пайда болғанын" (геологиялық уақыт өлшемі бойынша) көрсетеді. Дегенмен, кейбір зерттеушілердің пікірінше, өмір бұдан да ертерек, шамамен 4,5 миллиард жыл бұрын пайда болған болуы мүмкін.
Зерттеу салалары
Микропалеонтология микрофоссилдердің құрамына сүйене отырып, төрт зерттеу саласына жіктеледі: (а) коколиттер мен фораминиферлердегідей кальцийлі, (б) кейбір омыртқалыларды зерттеудегідей фосфатты, (в) диатомдар мен радиоляриялардағыдай кремнийлі, немесе (д) палинологияда зерттелетін тозаң және споралардағыдай органикалық. Бұл жіктелу микрофоссилдердің қалдықтарының минералдық және химиялық құрамындағы (демек, қазбаларды табу әдістеріндегі) айырмашылықтарды көрсетеді, ал емес қатаң таксономиялық немесе экологиялық ерекшеліктерді. Осы саладағы зерттеушілердің көпшілігі, микропалеонтологтар деп аталатын, әдетте бір немесе бірнеше таксономиялық топтар бойынша мамандар болып табылады.
Қалқанды микроқорылыстар
Кәдімгі әктас (CaCO3) микрофоссилдеріне кокколиттер, фораминиферлер, әктасты динофлагеллят цисталары және остракодтар (тұқымдық шаяндар) жатады.
Фосфатикалық микроқорылыстар
Фосфатты микрофоссильдерге конодонттар (құрып кеткен хордалылар тобының кішкентай ауыздық құрылымдары), кейбір сколекодонттар ("құрттардың" жақтары), акула тікендері мен тістері, сондай-ақ балықтардың қалдықтары (жинап айтқанда "ихтиолиттер") жатады.
Кремнийлі микроқорылыстар
Кремнийлі микрофоссилдерге диатомдар, радиоляриялар, силикофлагелляттар, эбридиялар, фитолиттер, кейбір сколекодонттар ("құрт" жақтары) және губка түйіршіктері жатады.
Органикалық микроқорылыстар
Органикалық микроқазбаларды зерттеу палинология деп аталады. Органикалық микроқазбаларға тозаң, споралар, хитинозойлар (теңіз омыртқасыздарының жұмыртқа қаптары деп саналады), сколекодонттар ("құрттардың" жақ сүйектері), акритархтар, динофлагеллят цисталары және саңырауқұлақ қалдықтары жатады.
Әдістер
Шөгінді немесе тау жыныстарының үлгілері өзектен немесе жартастардан алынады, ал олардың құрамындағы микроқазбалар әртүрлі физикалық және химиялық зертханалық әдістер арқылы ізделіп алынады, оның ішінде іріктеу, центрифуга арқылы немесе ауыр сұйықтықтарда тығыздық бойынша бөлу, сондай-ақ қажет емес бөлігінің химиялық ерітілуі. Соның нәтижесінде алынған шоғырланған микроқазбалар үлгісі әдетте жарық микроскопы арқылы талдау үшін препаратқа орнатылады. Содан кейін таксондар анықталып, саналады. Шағын шөгінді үлгісінен жиі кездесетін микроқазбалардың көп саны статистикалық тұрғыдан сенімді деректер жинағын құруға мүмкіндік береді, оларды көпөлшемді талдауға жаратуға болады. Микроқазбаларды зерттеудің әдеттегі жолы – әр үлгіден бірнеше жүз мысал анықтауды қамтиды.
Микропалеонтологияны қолдану
Микрофоссилдер биостратиграфиядағы маңыздылығы үшін ерекше назарға лайық. Микрофоссилдер көбінесе өте көп, кең таралған және стратиграфиялық тіркемеден жылдам пайда болып, жоғалып кететіндіктен, олар биостратиграфиялық тұрғыдан идеалды индекстік фоссилдер болып табылады. Сонымен қатар, кейбір микрофоссилдердің планктондық және нектоникалық тіршілік салты оларға кең ауқымды фациестерде немесе палеоорталарда пайда болудың, сондай-ақ дерлік жаһандық таралудың қосымша артықшылығын береді, бұл биостратиграфиялық сәйкестікті одан да күшті және тиімді етеді. Микрофоссилдер, әсіресе терең теңіз шөгінділерінен алынғандары, сонымен қатар ұзақ, орташа немесе қысқа мерзімді кезеңдердегі жаһандық қоршаған ортаның өзгеруінің ең маңызды жазбаларын ұсынады. Мұхит түбінің кең аудандарында, беттік сулардан шөгіп бара жатқан планктондық микроорганизмдердің қабықшалары шөгінділердің басым бөлігін құрайды және олар үнемі жинақталады (әдетте миллион жылға 20–50 миллион). Микрофоссилдердің жиынтығындағы өзгерістерді және олардың қабықшаларының химиялық құрамындағы өзгерістерді (мысалы, оттегі изотоптарының құрамы) зерттеу геологиялық өткендегі климаттың өзгеруі туралы зерттеулер үшін негізгі болып табылады. Микропалеонтология тұнбалы тау жыныстарын датилеу және палеоорталық жағдайларды қайта құру үшін тамаша құрал болып табылатынымен қатар, мұнай геологиясы және палеоокеанографияда кеңінен қолданылады. Микропалеонтология сонымен қатар сот полициясының тергеуінде немесе археологиялық артефактілердің шығу тегін анықтаудағы рөлі сияқты бірқатар дәстүрлі емес қолданыстарды тапты. Микропалеонтология – геоархеологияның адам қоныстарын және олардың қоршаған ортасын археологиялық тұрғыдан қайта құру үшін қолданылатын құралы. Қазіргі және бұрынғы су объектілерінің стратиграфиясындағы микрофоссилдердің санының өзгеруі қоршаған ортаның өзгеруін көрсетеді. Табиғи түрде кездесетін шомыртқалар тұщы сулардағы адам қызметіне байланысты тұздылық пен pH деңгейінің өзгеруіне сезімтал. Басқа датилеу әдістерімен сәйкестіріле отырып, тарихқа дейінгі ортаны қайта құруға болады. Танганьика көліндегі жұмыстар 4000 жылдық кезеңдегі адамның қосқан үлесімен болған қоршаған ортаның өзгеруінің профилін ұсынды. Американың құрғақ оңтүстік-батысындағы ұқсас жұмыстар б.з.д. 2100 жылдан б.з.д. 500 жылға дейінгі кезеңдегі тарихтағы адамдар қолданған суару каналдары туралы ақпарат берді. Американың құрғақ климаттағы басқа археологиялық жұмыстар да микропалеонтологиялық талдауды тарихқа дейінгі климат пен адам қызметінің толық картинасын құру үшін пайдаланды.