Zapis kopalny
Zapis kopalny Definicja
Zapis kopalny to grupa skamieniałości, która została przeanalizowana i ułożona chronologicznie i w porządku taksonomicznym. Skamieniałości powstają, gdy organizmy umierają, są inkrustowane przez brud i skały, i są powoli zastępowane przez minerały w czasie. Pozostaje mineralny ślad zwierzęcia, które kiedyś istniało. Wiele dziedzin i specjalności jest wykorzystywanych do kategoryzacji i organizacji tych skamieniałości, w tym anatomii porównawczej, datowania radiometrycznego i analizy DNA. Wykorzystując dane z zapisu kopalnego, naukowcy próbują odtworzyć filogenezę, czyli drzewo opisujące związki między zwierzętami, zarówno żyjącymi, jak i wymarłymi. Zapis kopalny pomaga informować, jak różne grupy zwierząt są powiązane poprzez ewolucję.
Przykłady zapisu kopalnego
Ludzie
Ludzki zapis kopalny jest być może jednym z najlepiej udokumentowanych, częściowo z powodu historycznych sporów, które otaczają debatę o ewolucji. Prawie każde „brakujące ogniwo” w łańcuchu zostało odkopane, odsłaniając solidny łańcuch skamieniałości od współczesnych ludzi do naszych najwcześniejszych małpopodobnych przodków. Skamieniałości mogą być rozróżniane na podstawie ich odrębnych cech i mogą być datowane przy użyciu izotopów radioaktywnych, co pozwala na bardzo dokładne datowanie. Najstarsze skamieniałości członków rodzaju Homo znaleziono około 1,5 miliona lat temu. Należały one do Homo ergaster. Uważa się, że Homo ergaster rozprzestrzenił się z Afryki i zróżnicował się na gatunki widoczne poniżej.
Homo erectus i Homo neanderthalensis mają odrębny zapis kopalny i jest prawdopodobne, że konkurowały z nowoczesnym Homo sapiens. Analizy genetyczne potwierdziły, że genomy współczesnych ludzi zawierają ślady genów neandertalczyków, co sugeruje, że te dwa gatunki krzyżowały się w pewnym momencie w przeszłości. Zapis kopalny ludzi może być prześledzony jeszcze dalej, aż do bardzo małpopodobnych przodków, którzy wciąż wspinali się na drzewa.
Wieloryby
Zaskakujące jest to, że zapis kopalny wielu zwierząt również został skompletowany. Zapis kopalny wielorybów, na przykład, ma zestaw kilku dobrze zdefiniowanych członków, które prowadzą nieuchronnie do współczesnych wielorybów. Znaleziono skamieniałości kojotów, pół-akwarystycznych drapieżników, które, jak sądzono, prowadziły amfibijny tryb życia w pobliżu brzegu. Późniejsze skamieniałości ujawniają znacznie bardziej wodne drapieżne zwierzę, wciąż przypominające psa, ale z dużo większym ogonem i głową przystosowaną do polowania w wodzie. Około 35 milionów lat temu istniało zwierzę, które było prawie całkowicie wodne i straciło tylne kończyny. 5 milionów lat później zaczynają pojawiać się skamieniałości współczesnych wielorybów.
Najstarsze skamieniałości
Gdy mówimy o kopalnym zapisie życia na Ziemi, zapis sięga znacznie dalej. Najstarsze znane skały, które zostały przeanalizowane, mają około 3,8 miliarda lat. Śledzenie minerałów i węglowodorów obecnych w niektórych skałach doprowadziło do wniosku, że jakaś forma życia jednokomórkowego była obecna około 2,7 miliarda lat temu. Skamieniałe odciski organizmów jednokomórkowych, uważanych za wczesnych przodków komórek roślinnych i zwierzęcych, można znaleźć w zapisie kopalnym około 1,6 miliarda lat temu.
Jednakże pierwsze życie wielokomórkowe, które pozostawiło obfite skamieniałości, jest zwykle datowane na około 1,2 miliarda lat temu, z dużą ekspansją około 600 milionów lat temu. Okres ten nazywany jest okresem prekambryjskim i wyznacza początek wysoce złożonego życia. Wkrótce potem rozpoczyna się okres kambryjski z ogromnym promieniowaniem życia morskiego na całym świecie. Okres kambryjski obejmuje powstanie kręgowców o szkieletach wewnętrznych oraz skorupiaków i stawonogów o szkieletach zewnętrznych. Okres ten mieści w sobie „eksplozję kambryjską”, jedną z największych ekspansji gatunków, jakie można znaleźć w zapisie kopalnym. Zwierzęta lądowe pojawiły się dopiero znacznie później, około 415 milionów lat temu, w okresie syluru. Dla porównania, człowiek oddzielił się od naszych małpokrewnych około 2 miliony lat temu, w okresie trzeciorzędu. Te podziały można zobaczyć na poniższym wykresie.
Quiz
1. Zostaje znaleziona nowa skamielina, która wydaje się być jakimś przodkiem człowieka. Skąd naukowcy będą wiedzieć, jak umieścić ją w filogenezie człowieka?
A. Analiza DNA
B. Datowanie radiometryczne
C. Anatomia porównawcza
D. All of the Above
2. Skąd wiemy, ile lat mają najstarsze skamieniałości?
A. Datowanie radiometryczne
B. Zgadywanie
C. Odniesienia historyczne
3. Dlaczego zapis kopalny kręgowców jest o wiele lepszy niż zapis kopalny meduz?
A. Meduzy żyły dłużej
B. Kręgowce lepiej się zachowują
C. Istniało więcej kręgowców