Back to chapter

33.6:

سجل الحفريات

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
The Fossil Record

Languages

Share

أكل ديناصور ترايسيراتوبس النباتات وكان طوله يبلغ حوالي 8 أقدام. استدل العلماء على شكله وحجمه وسلوكه من الأحافير والبقايا أو البصمات المحفوظة مثل آثار الأقدام والعظام والأسنان. لا تتحول معظم الكائنات الحية إلى أحافير بعد موتها.لأن الكائنات الحية المسببة للتحلل مثل البكتيريا والفطريات والكائنات التي تتغذى على الجثث مثل الذباب والخنافس تدمر الأنسجة بشكل عام قبل أن يحدث التحجر في أغلب الأحيان،تختفي الأنسجة الرخوة مثل العضلات والريش والفرو بينما تبقى الأنسجة الصلبة مثل العظام والأسنان والأصداف على الأغلب. توفر الأحافير مثل حيوان الماموث المحفوظ في الجليد أو العنكبوت المحفوظ في العنبر لمحة شديدة الندرة لأشكال الحياة البدائية السليمة تنتج الصخور الرسوبية معظم الأحافير،وخصوصاًكجزيئات،بدلاًمن كائنات مكتملة. تتشكّل الأحافير الرسوبية عندما تطمر الرواسب مثل الرمل أو الطين كائناًحياًأو آثاره.يحوّل الضغط والحرارة الطبقات إلى صخور،مما يؤدي إلى تشكّل أحفورة. تراكم هذه الصخور الرسوبية أو الطبقات أو الشرائح مع مرور الوقت. علم طبقات الأرض-هو دراسة الطبقات المترسبة مع مرور الوقت والفراغ-مما يسمح للعلماء بتحديد العمر النسبي للأحافير على سبيل المثال،تتشكل الشرائح بشكل أفقي،مع طبقات جديدة تتشكل فوق الطبقات القديمة،وبالتالي،يعتبر العلماء الأحافير راقدة في شريحة مترسبة أحدث من الأحافير التي حدثت على أعماق أكبر.يتيح التأريخ الإشعاعي للعلماء بتحديد العمر الفعلي للأحفورة عن طريق استخدام عمر النصف للنظائر الإشعاعية. على سبيل المثال،جميع الكائنات الحية تراكم كلاًمن جزيئات الكربون-12 والنظير الإشعاعي الكربون-14 عندما يموت الكائن الحي،تبقى كمية الكربون 12 ثابتة بينما تنخفض كمية الكربون-14. يمكن للعلماء قياس نسبة الكربون-14 إلى الكربون-12 في الأحفورة لتقدير عمرها الفعلي.توثق المجموعة الأحفورية أو السجل الأحفوري العام تاريخ الحياة ويقدم دليلاًعلى التطور. تنعكس الأحداث المهمة مثل الانقراض الجماعي للديناصورات،الانفجارات اللاحقة في تنوع الثدييات وحتى التطور البشري في السجل الأحفوري. من ناحية أخرى فإن السجل الأحفوري غير مكتمل ومتحيز حيث أن الأنواع ذات العمر القصير والنادرة والأنواع ذات الأجسام الرخوة،ممثلة بشكل ضعيف في السجل.تمثل الأحافير جزءأًصغيراًفقط من جميع الأنواع التي استوطنت الأرض.

33.6:

سجل الحفريات

يوثق السجل الأحفوري جزءاً صغيراً فقط من جميع الكائنات الحية التي سكنت الأرض على الإطلاق. التحجر عملية نادرة ، ومعظم الكائنات الحية لا تتحول أبداً إلى أحافير. علاوة على ذلك ، فإن سجل الحفريات لا يعرض سوى الحفريات التي تم اكتشافها. ومع ذلك ، فإن الأحافير الصخرية الرسوبية لكائنات حية طويلة العمر وفيرة وذات أجسام صلبة تهيمن على السجل الأحفوري. تقدم هذه الحفريات معلومات قيمة ، مثل الشكل الجسدي للكائن الحي وسلوكه وعمره. تساعد دراسة سجل الحفريات العلماء على وضع الحفريات في السياقات الجيولوجية (على سبيل المثال ، عصر الباليوزويك ؛ ٢٥٠-٥٧٠ مليون سنة سابقة) والتطوري (على سبيل المثال ، أول كائن رباعي الأرجل).

يعد تطور الحيتان ، على سبيل المثال ، أحد أكثر الأمثلة المدروسة جيداً للتغير التطوري في السجل الأحفوري. انحدرت الحيتان الحديثة من سلف أرضي رباعي الأرجل انتقل من الأرض إلى الماء. أسلاف الحيتان ، تطورت الأطراف الأمامية لاحقاً إلى زعانف للمساعدة في السباحة ، بينما اختفت أطرافها الخلفية. يكشف سجل الحفريات عن الحيتان ، أسلاف أرضية (على سبيل المثال ، Indohyus) ، وشبه مائية (على سبيل المثال ، Ambulocetus) ، وأسلاف مائية (على سبيل المثال ، Dorudon) طوال حقبة الدهر الحديث المبكرة _ منذ ما يقرب من ٥٠ مليون سنة. يمكن لكل من الكائنات الحية الحديثة والمنقرضة إعلام العلماء ، فهم الحياة على الأرض.

بالإضافة إلى إظهار التغيرات التطورية في الكائنات الحية نفسها ، فإن سجل الحفريات يلتقط التغييرات في التنوع البيولوجي أيضاً. تسجل الحفريات في جميع أنحاء حقبة الباليوزويك الظهور التدريجي للحيوانات (على سبيل المثال ، المفصليات البحرية مثل ثلاثية الفصوص) ، والنباتات (مثل أشجار الجلبوع) ، والفطريات (على سبيل المثال ، بروتوتاكسيتس). تعكس الأدلة الأحفورية أيضاً الانقراضات الجماعية للأنواع عبر الزمن التطوري. يتعرف العلماء على خمسة أحداث انقراض رئيسية اختفت فيها أكثر من ٧٥٪ من الأنواع المبكرة. على سبيل المثال ، أدى حدث انقراض جماعي في أواخر عصر الباليوزويك إلى القضاء على الكائنات الحية المذكورة سابقاً.

تُمكِّن الحفريات العلماء من إعادة بناء حسابات الحياة على الأرض. على سبيل المثال ، تميل أحداث الانقراض إلى إحداث إشعاع لأنواع متنوعة لها سلف مشترك. بعد الانقراض الجماعي لعصر الباليوزويك المتأخر ، تدعم الأدلة الأحفورية أن عصر الديناصورات بدأ واستمر لما يقرب من ١٨٠ مليون سنة (أي عصر الدهر الوسيط ؛ ٦٥-٢٥٠ مليون سنة مضت). حدث انقراض جماعي آخر حدث في أواخر حقبة الدهر الوسيط ، وفي ذلك الوقت بدأ عمر الثدييات واستمر حتى يومنا هذا (أي عصر حقب الحياة الحديثة ؛ منذ ٦٥ مليون سنة حتى الوقت الحاضر). وبالتالي ، فإن سجل الحفريات يدعم أصول الأنواع ويعمل كأداة أساسية لفهم التطور.

Suggested Reading

Jablonski, David, and Neil H. Shubin. 2015. "The Future of the Fossil Record: Paleontology in the 21st Century." Proceedings of the National Academy of Sciences 112 (16): 4852–58. [Source].

Knoll, Andrew H., and Martin A. Nowak. 2017. "The Timetable of Evolution." Science Advances 3 (5): e1603076. [Source].