Методическое пособие к лабораторным работам по палеонтологии Для студентов специальности

Кафедра динамической геологии

========================================================



Определитель ископаемых остатков

Phylum Mollusca

Методическое пособие

к лабораторным работам по палеонтологии

Для студентов специальности «Геология»

=================================================

ББК - 28. 1

О - 624
Авторы:

А. Н. Мотузка, Д. Л. Иванов

Рекомендовано Ученым советом

Географического факультета

27 декабря 2005 г., протокол № 4

Доктор геолого-минералогических наук

Санько А.Ф.

О-624

Определитель ископаемых остатков Phylum Mollusca. Часть 1 (Classis Loricata, Bivalvia, Scaphopoda, Monoplacophora, Gastropoda): методическое пособие к лабораторным работам по палеонтологии / авторы: А. Н. Мотузка, Д. Л. Иванов. – Мн. : БГУ, 2005. – 48 с. Методическое пособие позволяет определять ископаемый материал по сохранившимся раковинам моллюсков. Для этих целей дается морфология наиболее распространенных родов животных, которые встречаются в геологических отложениях. По ископаемым моллюскам определяется геологический возраст. Предназначено для студентов геологического профиля. Может использоваться студентами географами и биологами.

УДК – 564 (03)

ББК – 28.1

© БГУ , 2006

ПРЕДИСЛОВИЕ.
Моллюски (Mollusca) – второй по численности видов тип животных, после членистоногих (Arthropoda). Их насчитывается около 180 тысяч видов, из которых около 50 тысяч – ископаемые. Большинство моллюсков имеют известковистую раковину размером от 2-3 мм (Pteropoda) до 2 м (Ammonoidea). Раковины моллюсков хорошо сохраняются в ископаемом состоянии и часто встречаются в геологических отложениях. Это позволяет использовать остатки моллюсков для стратиграфических целей и определять относительный возраст пород, в которых обнаружены раковины моллюсков. Моллюски в биоценозах имеют высокую численность, что позволяет оценивать структуру сообществ ископаемых моллюсков и по ним реконструировать палеогеографические и палеоэкологические условия окружающей среды. Живут моллюски в морях, в пресных водоемах, на суше, что дает уникальную возможность с помощью конхилиофауны (фауны моллюсков) изучать и морские, и континентальные геологические образования и коррелировать события, которые происходили в океанах и на суше. В морях моллюски встречаются на всех широтах, и на глубинах от 0 до 7 000 м и глубже. Максимальное обилие наблюдается на сублиторали.

Геологическая история моллюсков начинается с кембрия, в отложениях которого найдены раковины животных (рис. 1). Но, судя по степени радиации этого типа животных в кембрийском периоде, корни истории происхождения и развития моллюсков уходят в докембрийское время, когда животные ещё не имели раковин. Как видно из рисунка, моллюски были разнообразны и существовали во все периоды геологической истории фанерозоя. Как и в настоящее время, в структуре ископаемых конхилиофаун преобладали двустворчатые (Bivalvia), брюхоногие (Gastropoda) и головоногие (Cephalopoda) моллюски. В геологии наибольшей известностью пользуются вымершие аммониты и белемниты.

Всё отмеченное указывает на то, что ископаемые моллюски играют большую роль в геологических исследованиях. Поэтому изучению остатков моллюсков в палеонтологии всегда уделялось особое внимание, а в учебном процессе знакомство с ископаемыми моллюсками занимает особое место, для того, чтобы студенты могли ориентироваться в сложном мире этих животных и могли самостоятельно определять остатки раковин этих организмов. Этой цели служит предлагаемый краткий определитель ископаемых моллюсков, который может быть использован для проведения лабораторных занятий со студентами геологических специальностей. Основная задача предлагаемого пособия – научить студентов пользоваться определителями и выработать умение самостоятельно определять остатки ископаемых моллюсков.


Рис. 1. Схема геохронологического распространения и возможные родственные связи Phylum Mollusca

ВВЕДЕНИЕ.

ИСКОПАЕМЫЕ ОСТАТКИ И МЕТОДИКА ИХ ИЗУЧЕНИЯ

Процесс преобразования погибших организмов в ископаемые называется фоссилизацией. Это комплекс физических и химических преобразований, когда осадки превращаются в породу вместе с организмами, которые в них заключены. При захоронении организмов в первую очередь разрушаются мягкие ткани, а возникшие пустоты заполняются осадками или минеральными соединениями. Часто в пустотах возникают друзы и щетки кальцита, аметиста, флюорита, галенита, а так же пирит и железо. Второй этап фоссилизации сопровождается перекристаллизацией скелета и формированием более устойчивых минеральных модификаций. Арагонитовые раковины преобразуются в кальцитовые, а известняковые – в кремнезёмистые. Параллельно проходят процессы фосфатизации, пиритизации и ожелезнения ископаемых остатков.

По степени фоссилизации органические остатки делятся на две группы – субфоссилии и эуфоссилии. Субфоссилии – такие остатки, на которых сохраняются некоторые мягкие ткани. Консервантами в таких случаях являются вечная мерзлота, соленосные отложения, битумы, янтарь, вулканические пеплы и эоловые пески. Эуфоссилии представлены скелетами или их фрагментами, отпечатками и ядрами скелетов, а также следами жизнедеятельности организмов. Эуфоссилии сохраняют информацию о мягких частях организмов и его функциональных системах – кровеносной, пищеварительной, половой. Они дают сведения об образе жизни организмов и о биогеохимических процессах. Среди эуфоссилий особое место занимают ихнофоссилии и копрофоссилии. Ихнофоссилии (ichnos – след) представлены отпечатками лапок животных, следами ползания и сверления, ходами и камерами норных животных. Копрофоссилии (kopros – навоз, помёт) являются продуктами жизнедеятельности организмов – джеспилитами бактерий, строматолитами цианей, биоглифами червей, экскрементами млекопитающих. Следует помнить, что существуют псевдофоссилии - минералогические и литологические образования, похожие на фоссилии. Это, например, игольчатые минералы, которые напоминают спикулы губок, марганцевые дендриты похожи на отпечатки растений, а округлые желваки – на отпечатки медуз.

Изучение ископаемых остатков осуществляется в три этапа: 1) полевые сборы; 2) техническая обработка; 3) научная обработка. На первом этапе в полевых условиях фоссилии собирают из слоев геологических разрезов, из осыпей под разрезами или из ледниковых валунов в карьерах. Наиболее ценными являются сборы ископаемых остатков из геологических разрезов. Они имеют стратиграфическое значение. Из осыпей и ледниковых валунов ископаемые собирают в основном для коллекций. Иногда при тщательном изучении разрезов удается привязать к геологическим слоям фоссилии из осыпей. Также бывают ценными для науки остатки из валунов и осыпей, если они имеют хорошую сохранность с детальными морфологическими признаками.

Сборы сопровождаются описанием геологического разреза и слоёв, где обнаружены остатки. При описании необходимо подробно отразить тафономические особенности ориктоценоза, зарисовать детали расположения остатков, сфотографировать отдельные фрагменты захоронения остатков. В полевом дневнике и на этикетке, которая сопровождает образцы фоссилий, требуется указать административный и географический адрес, а если можно, то и градусную привязку. Кроме того, в этикетке указывается литология пород, где найдены остатки, предполагаемый геологический возраст, фамилия и инициалы автора сборов, число, месяц и год сборов, наименование и адрес организации, проводившей сборы ископаемых остатков.

Характер сборов фоссилий зависит от того: 1) что собирают (макро- или микрофоссилии); 2) для каких целей проводятся сборы (для биостратиграфии, палеоэкологии, тафономии, или для музейных коллекций); 3) сколько времени и средств отпущено для сборов.

Макрофоссилии (размеры более 1 мм) из рыхлых пород извлекают в полевых условиях. Из плотных пород раньше варварски выбивали зубилом и молотком. В настоящее время этот метод строго запрещен. В поле выбивается монолит с макрофоссилиями, а в лабораторных условиях химико-техническими методами аккуратно их извлекают. Особенно осторожно нужно собирать в поле ихнофоссилии – следы передвижения и сверления беспозвоночных животных, норки зарывания мелких млекопитающих, отпечатки лапок птиц, земноводных, рептилий и млекопитающих.

Микро- и нанофоссилии (размеры менее 1 мм) присутствуют в любых осадочных породах, особенно в глинистых отложениях обогащенных карбонатом кальция, или в полностью известковистых слоях. Сборы проводят при каждом изменении литологии, а внутри однородного слоя – через 1-4 метра, иногда даже (например, в торфяниках) через несколько сантиметров. Если породы рыхлые, то для изучения фораминифер и радиолярий образец берется весом 0,2 кг, для остракод – 0,5-1,0 кг, для конодонтов – 1-10 кг. Если породы твердые, то для изготовления шлифов необходимо взять кусок объемом не менее 5х3х2 см.

Химико-техническая обработка в лабораторных условиях часто называется препарированием (praeparatus – приготовленный). Это извлечение фоссилий из пород и освобождение их от минеральных частиц. Если извлечь по каким-то причинам остатки нельзя, то делаются срезы через ископаемые остатки – шлифы и аншлифы.

Макрофоссилии из рыхлых пород очищают щетками или моют в воде, реже применяют различные вибраторы (зубоврачебные буры, ультразвук), или нагревают образцы с последующим резким охлаждением их. В настоящее время чаще используют химическое препарирование с применением кислот, щелочей и солей.

Микро-(нано-)фоссилии извлекают с помощью тяжелых жидкостей и поверхностоно-активных веществ. Затем остатки помещают в консерванты – смолы, глицерин, гипс.

Дальнейшее научное изучение образцов после препарирования проводится с помощью технических средств – микроскопов бинокулярных, световых, поляризационных и сканирующих, различных луп, фотоаппаратов, рентгеновских установок, микроанализаторов. Начинается изучение с подробного морфологического описания фоссилий, Затем устанавливается характер онтогенеза или астогенеза, выявляется внутривидовая изменчивость организмов. По этим материалам определяется систематическое положение ископаемых остатков – тип, класс, отряд, семейство, род, вид. Параллельно изучается экологические особенности видов, их палеоареал, палеогеографическая обстановка в границах ареала и геохронологический интервал существования животных. Для идентификации фоссилий используются определители - «Наставления по сбору и изучению ископаемых органических остатков», т.1-11, М., издательство АН СССР, 1953-1963 гг., и «Основы палеонтологии. Справочник для палеонтологов и геологов», т.1-15, М., «Недра», 195 -1962 гг.

МОЛЛЮСКОВ.

ПОЗДНИЙ КЕМБРИЙ (Є₃) – НЫНЕ (Q).

Панцирь из семи пластинок, узкий, удлиненный, субцилиндрический. Первая пластина, округленная впереди, вторая- шестая – субпрямоугольные, последняя – удлиненно-треугольная. У всех пластин срединная часть треугольная.

Поздний ордовик (О₃); Европа.


Рис. 2. А - Septemchiton vermiformis Bergenhayn. Поздний ордовик. Южная Шотландия. Б – Chiton tuberculatus Linnaeus. Современная форма. Западная Индия. 1-3 – строение первой (1), срединной (2) и последней (3) пластинок.

Род Chiton Linnaeus, 1758 (рис. 2)

Панцирь из восьми пластин, овальный. Первая и последняя пластины, округленные с радиальными ребрами, вторая-седьмая – вытянуты в ширину с выемкой в передней части.

Поздний мел (K₂) – ныне (Q); широко распространен.

CLASSIS MONOPLACOPHORA. КЛАСС МОНОПЛАКОФОРЫ

КЕМБРИЙ (Є) – НЫНЕ (Q)
Небольшой по объему класс моллюсков. Имеют колпачковидную раковину с различно расположенной макушкой. Наружная поверхность раковины гладкая, реже с концентрическими складками и морщинами. Устье округлое или овальное. По краю устья с внутренней стороны раковины от двух до восьми пар отпечатков мускулов. Типичными для класса являются представители родов Tryblidium и Neopilina.
Описание родов.
Род Tryblidium Lindström, 1880 (рис. 3)

Раковина низкая, колпачковидная, макушка расположена впереди. Устье овальное, суженное впереди. На поверхности раковины развиты гребневидные концентрические пластины, примакушечная часть раковины – ячеистая. На внутренней стороне раковины шесть пар отпечатков мускулов.

Ранний силур (S₁); Европа и Северная Америка.



Рис. 3. А – Tryblidium reticulatum Lindsröm. Ранний силур. Остров Готланд.

Б – Neopilina galatheae Lemche. Современная форма. Тихий океан.

Род Neopilina Lemche, 1957 (рис. 3)

Раковина колпачковидная, низкая, гладкая с тонкими с тонкими радиальными струйками роста. Макушка смещена вперед. Устье почти округлое. С внутренней стороны раковины следы от нескольких пар мускулов.

Современная форма; Тихий океан, побережье Южной Америки.

CLASSIS GASTROPODA. КЛАСС БРЮХОНОГИЕ

КЕМБРИЙ (Є) – НЫНЕ (Q)
Самый многочисленный класс моллюсков, насчитывающий более 100 000 ископаемых и современных видов. Обитают в воде и на суше. Раковины разной формы. У слизней раковина отсутствует. Размеры раковин от 0.1-0.2 мм до 20-30 см, максимальные – до 70 см. Морфологическое строение раковин гастропод показано на рисунке 4.



Рис. 4. Схема строения раковины гастропод: ВЗ – высота завитка, ВО - высота последнего оборота, вс – внутренние складки, гп – гребневые пластины, нг – наружная губа, О – ось навивания, об – осевые борозды, ов – осевые валики, вздутия, ог – отворот внутренней губы, ор – осевые ребра, ос – осевые бугорки на перегибе-киле, ош – осевые шипы, п – париетальный канал, ск – сифональный канал, ср – спиральные рёбра, у – устье.

КЛЮЧ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РОДОВ КЛАССА GASTROPODA.