Paleontoloogia — fossiilide uurimine, evolutsioon ja paleoökoloogia
Paleontoloogia on elusolendite kivististe ja nende fülogeneesi (evolutsiooniliste seoste) uurimine. See distsipliin toetub tihedalt teistelt bioloogia- ja loodusteaduste aladelt pärinevatele teadmistele, näiteks zooloogia, botaanika ja ajalooline geoloogia. Terminiga paleobioloogia rõhutatakse paleontoloogia lähenemist elusolendite eluolukordade ja eluviiside rekonstrueerimisele — ehk uuritakse nende rühmade paleoökoloogiat.
Valdkonnad ja uurimissuunad
Paleozooloogia keskendub loomade kivististele ja nende hõimkondade evolutsioonile, mille kohta on fossiilseid andmeid; vt ka loomade hõimkondade loetelu. Paleobotaanikas uuritakse fossiilseid taimi. Lisaks on eraldi harud nagu mikropaleontoloogia (mikrofossiilide uurimine), paleoökoloogia (eluühenduste ja keskkondade rekonstrueerimine), paleoklimatoloogia (mineviku kliima uurimine) ja ichnoloogia (trükiste/rajakeste uurimine).
Mis on fossiil?
Fossiil on igasugune elu jääk või jälg, mis on enamasti üle kümne tuhande aasta vana ning säilinud sellisel kujul, mida me tänapäeval uurida saame. Fossiilid võivad olla luid, hambakujulisi osi, kokonid, jäljed, varjud kivimis, või pehmete kudede säilmed spetsiaalsetes tingimustes. Fossiilide kogum on alati puudulik: säilitumise, avastamise ja säilide avastamise tingimused tekitavad eelarvamusi ning hilisemad leide võivad muuta seni oletatut — vt näiteks Lazaruse takson, taksonid, mis kadusid fossiilirekordist ja leiti hiljem taas.
Fossiilide säilimine (taphonoomia)
Fossiilide tekkimine sõltub paljudest teguritest: organismi koostisest, lagunemises kiirusest, kiirest katmisest setetega ja keemilistest tingimustest. Levinud säilimisviisid on permineralisatsioon (mineraalide sadestumine pooridesse), moldd ja cast (vormid ja valandid), karboniseerumine (orgaaniliste ainete säilitumine õhukese süsinikumembraanina) ning säilimine vaikus (amber) või külmas kliimas. Taphonoomilised protsessid määravad, millised organismid jäävad fossiilidena alles ja millised mitte.
Ajastamine ja kronostratigraafia
Paleontoloogias kasutatakse erinevaid meetodeid kivimite ja fossiilide vanuse määramiseks. Olulised on biostratigraafia (fossiilide vaheline korrelatsioon), radiomeetriline dateerimine (nt uraan-plii, kaalium-argooni meetodid), magnetostratigraafia ja isotoopanalüüsid. Ajaloolises geoloogias annavad kivimikihtide moodustumine, järjestus ja dateerimine teavet mineviku keskkondade kohta, võimaldades siduda evolutsioonilisi sündmusi maapinna ajalooliste tingimustega.
Uurimismeetodid ja tööriistad
Paleontoloogid kasutavad väljakaevamistel traditsioonilisi tööriistu ja ka kõrgetehnoloogilisi meetodeid: mikroskoope (sh elektronmikroskoopia mikroorganismide uurimisel), röntgen- ja CT-skaneerimist koljude ja kivististe sisemuse uurimiseks, mass-spektromeetria ja isotoopanalüüsid toitumis- ja kliimarekonstruktsioonideks, ning filogeneetilisi meetodeid (kladistika) evolutsiooniliste suhete määramiseks. Mõned spetsialistid töötavad mikroorganismide kallal, uurides mikroorganismide kivistisi, mis on nähtavad ainult mikroskoobita; teised keskenduvad hiiglaslikele vormidele nagu dinosauruste luidel põhinevad uuringud.
Piirangud ja eelarvamused
Fossiiliaine on erinevalt tänapäeva populatsioonidest fragmentaarne. Lühikest eluiga, pehmete kudede puudumine ja eritingimuste nõue säilitumiseks tähendab, et paljud organismid pole fossiilse rekordi kaudu esindatud. Samuti mõjutavad avastusi inimtekkeline eelarvamus — kergemini leitavad või huvitavamad leiud saavad rohkem tähelepanu. Need piirangud tuleb arvestada, kui järeldusi tehakse evolutsiooniliste mustrite ja mineviku ökosüsteemide kohta.
Paleontoloogia tähendus
- Evolutsiooni mõistmine: fossiilid dokumenteerivad organismide järkjärgulisi muutusi ja aitavad rekonstrueerida sugulussuhteid.
- Massiliste väljasuremiste uurimine: paleontoloogia selgitab, millal ja miks suured biodiversiteedi langused toimusid (nt Permi ja Kriidi perioodi väljasuremised).
- Paleoökoloogiline info: fossiilid annavad andmeid vanade ökosüsteemide, toiduahelate ja kliimatingimuste kohta.
- Rakendused: kivimikihtide ja fossiilide uurimine on tähtis ka geoloogilises uuringus, näiteks nafta- ja gaasileiukohtade otsingul.
Tulevik ja uued suunad
Tänapäeva tehnoloogiad (nt kõrglahutusega pildistamine, DNA-fragmentide otsing väga nooremates jääkides, arvutuslikud evolutsioonimudelid) võimaldavad paleontoloogial uuel moel minevikku tõlgendada. Samuti aitavad integreeritud lähenemised — kombineerides geokeemiat, paleokliimat ja faunistikat — paremini mõista, kuidas elu reageeris varem toimunud kliima- ja keskkonnamuutustele.
Paleontoloogia on seega oluline teadusvaldkond, mis ühendab geoloogiat ja bioloogiat, pakkudes väärtuslikku infot nii elu ajaloo kui ka mineviku keskkondade kohta ning aidates hinnata tuleviku ökoloogilisi ja kliimakohastusi.
Seotud leheküljed
- Lagerstätte
- Paleoantropoloogia
Küsimused ja vastused
K: Mis on paleontoloogia?
V: Paleontoloogia, tuntud ka kui paleontoloogia, on elusolendite kivististe ja nende evolutsiooniliste seoste uurimine.
K: Millised on paleontoloogia aluseks olevad loodusteadused?
V: Paleontoloogia tugineb sellistele baasteadustele nagu zooloogia, botaanika ja ajalooline geoloogia.
K: Mida tähendab mõiste paleobioloogia?
V: Mõiste paleobioloogia tähendab, et fossiilide uurimine hõlmab ka kõnealuste rühmade paleoökoloogiat.
K: Mida uuritakse paleozooloogias?
V: Paleozooloogias uuritakse nende rühmituste evolutsiooni, mille kohta on olemas fossiilseid andmeid.
K: Mida uuritakse paleobotaanikas?
V: Paleobotaanikas uuritakse fossiilseid taimi.
K: Millist teavet annab ajalooline geoloogia paleontoloogiale?
V: Ajaloolises geoloogias annavad kivimikihtide moodustumine, järjestus ja dateerimine teavet mineviku keskkondade kohta.
K: Mis on fossiil ja mida kujutavad endast fossiilid?
V: Fossiil on igasugune elu, mis on üle kümne tuhande aasta vana ja mis on säilinud mis tahes kujul, mida me saame tänapäeval uurida. Fossiilsed andmed on alati ebatäielikud ja hilisemad avastused võivad pikendada teadaolevat elujõudu.
