Научно-исследовательская работа Мезозой в Северске

Департамент общего образования Томской области

Областное государственное бюджетное образовательное учреждение

Кадетская школа-интернат

«Северский кадетский корпус»

«биология»

Тема: «Мезозой в Северске»

Чирков Геннадий

Кадет 8 класса

Научный руководитель:

Попова Ольга Леонидовна

Учитель химии и биологии

г. Северск

СОДЕРЖАНИЕ

1

2

3

4

Введение

Область применения

Термины, определения и сокращения

Общая характеристика двустворчатых моллюсков

3

3

4

4

5

Опытно-практическое исследование палеонтологических находок

6

6

Выводы

10

7

Приложение А

12

8

Список литературы

13

Мезозой в Северске

Введение

В рамках работы образовательного научно-исследовательского проекта «Сектор 7», впервые обнаружены окаменелости редких моллюсков в городе Северске, приблизительно позднего мелового периода.

Окаменелость обнаружена на берегу реки Томи. Палеозологические находки изучены, систематизированы. Возраст образцов установлен.

Каждое новое местонахождение очень важно и уникально. Город режимный (закрытый), в связи с работой атомного комбината. Исследований на территории города проводилось мало, в основном по палеобатанике [1].

Целесообразность и актуальность составления палеонтологического ландшафта заключается в поиске месторождений каменного угля и других полезных ископаемых. Исследования имеют научный интерес для учащихся. Прикоснуться, найти, раскопать, проанализировать, систематизировать все эти и другие глаголы объясняют личную заинтересованность автора.

На сегодняшний день исследований в области палеонологии в городе Северске Томской области (юго-восток Западной Сибири) нет. Первоочередной задачей для исследователей научно-образовательного проекта «Сектор 7» является - раскрыть тайну палеонтологических находок, организовать музей на базе школы, продолжить поисковую и научную деятельность.

В данном исследовании использовали следующие методы эволюционной биологии: полевые и лабораторные. В лаборатории применяли биогеографические, морфологические методы исследования, методы малакологии и конхиологии, проводили химические эксперименты. В полевых условиях выявляли ископаемых моллюсков, описывали ландшафт места поиска.

Область применения

Настоящая научно- исследовательская работа проделана в ОГБОУ КШИ «Северский кадетский корпус» по предметам Химия и Биология.

Впервые получены данные по палеозоологии в городе Северске Томской области. Новые палеонтологические данные дополняют картину палеоландшафтного дизайна в Западной Сибири. Новое местонахождение дополняет знания о климате, а также способствует поиску месторождений каменного угля в Северске.

Исследовательская работа, является продуктом образовательного научно-исследовательского проекта «Сектор 7».

Термины, определения и сокращения

В настоящей работе применяются следующие термины с соответствующими определениями:

Палеонтология - наука об ископаемых останках растений и животных, пытающаяся реконструировать по найденным останкам их внешний вид, биологические особенности, способы питания, размножения и т.д.

Малакология - наука, изучающая моллюсков.

Конхиология - наука, изучающая раковины моллюсков.

Морфологические методы - (сравнительно-анатомические, гистологические и др.) методы позволяют на основе сравнения сходств и различий в строении организмов судить о степени их родства.

Биогеографические методы - основаны на анализе распространения ныне существующих видов, что дает информацию о местонахождении очагов происхождения таксонов, путях их расселения, влиянии климатических условий и изоляции на развитие видов.

Стратиграфия - наука, раздел геологии, об определении относительного геологического возраста осадочных горных пород, расчленении толщ пород и корреляции различных геологических образований.

Геологическая эра - промежуток времени геологической истории, в течение которого сформировалась эратема (группа); подразделяется на геологические периоды; несколько эратем объединяются в эон.

Эон - отрезок времени геологической истории, в течение которого формировалась эонотема; объединяет несколько эр. Различают четыре эона: фанерозой, протерозой, архей, катархей.

Сектор 7 - детский, образовательный, научно-исследовательский проект.

Мезозой - геологическая эра, которая продолжалась 186 млн. лет.

Общая характеристика двустворчатых моллюсков

Научная классификация двустворчатых моллюсков.

Царство: Животные

Тип: Моллюски

Класс: Двустворчатые (Bivalvia).Этот класс насчитывает около 1500 видов.

Особенности строения двустворчатых:

• раковина состоит из двух створок, скрепляющихся связкой и замыкательным мускулом;

• голова полностью редуцирована;

• нога расположена на задней стороне туловища;

• дыхательная система представлена двумя парами пластинчатых жабр;

• пищеварительная система начинается ртом, который ведет непосредственно в пищевод, затем в желудок, куда впадают протоки печени. Питаются пассивно, через вводной сифон;

• вводной и выводной сифоны образованы складками мантии, не сросшейся в верхней и нижней части тела. Через нижний сифон вода входит, через верхний - выходит;

• нервная система имеет три пары ганглиев. Органы чувств развиты слабо. Головных щупалец и глаз нет, но есть статоцисты;

• выделительная система представлена почками;

• размножение. Все двустворчатые моллюски раздельнополы, оплодотворение наружное (у беззубки оплодотворение происходит в мантийной полости). В развитии проходят личиночную стадию - глохидии. Глохидии паразитируют на жабрах рыб.

Класс: Двустворчатые моллюски (Bivalvia)

Отряд: Ostreoida

Семейство: Устрицы

Физиологическая характеристика устриц

Устрица принадлежит к семейству морских двустворчатых моллюсков. По форме раковины эти моллюски могут быть плоскими и вогнутыми (глубокими). Очертания раковины обычно бывают неправильно-округлой или овально-клиновидной формы. Одна створка больше и толще, другая является как бы крышечкой при ней. Сама раковина ноздревата и губчатого строения, так что вода в неё отчасти проникает [2]. На этой пористости основан и способ прикрепления раковины к подводным предметам, так как из нутрии проникает клейкое вещество, которое смешивается с известью и прикрепляет раковину. Мантия устрицы совершенно расщеплена на два листка, и под ее краями лежит ротовое отверстие, из под складок мантии обыкновенно выступают жаберные листки [2]. Как только устрица прикрепится к субстрату нога исчезает. Они также различаются по размеру: гигантская устрица в длину может быть до 40-45 см, а у европейских видов длина раковины 8-12 см. В естественной среде обитания насчитывается около 50 видов устриц. Все они - фильтраторы - пропускают через мантийную полость морскую воду, концентрируя в теле тяжелые металлы. За один час устрица может отфильтровать 3 л воды. Устрицы - гермафродиты, у них водной и той же железе развиваются и мужские и женские элементы, однако замечается преобладание или тех , или других, иногда даже полное вытеснение. Кроме того, замечается, что яйца развиваются позднее семенных телец, или наоборот [2]. У устрицы развивается до 10 миллионов яиц. Плодовитость устриц зависит от возраста, особи моложе трех лет производят зародышей меньше, чем совершенно взрослые. Сам процесс развития зародыша происходит в складках мантии матери, откуда молодые устрицы выходят лишь после того, как станут в состоянии вести самостоятельный образ жизни [2].

Распространение

Устрицы предпочитают относительно теплые воды, их можно встретить у берегов Черного и Японского морей, в Средиземноморье и в Атлантике, в Индийском и Тихом океанах. Выбирая воду с низким содержанием соли, моллюски часто селятся в устьях рек, в зоне приливов и отливов, очень близко от берега или на глубине 1 метра, хотя некоторые виды устриц встречаются и на глубине 60-70 метров. Поселения устриц могут растягиваться вдоль берега на расстояние 300-400 метров [3].

Применение

Рыбы, раки, морские звезды и многие другие мягкотелые поедают устриц, нанося устричным отмелям существенный вред. Везде устрицы считаются ценным пищевым продуктом, некоторые виды ценятся за способность образовывать жемчуг [2].

Опытно-практическое исследование палеонтологических находок

Цель исследования - внести вклад в составление и расширение палеоландшафтной картины юго-востока Западной Сибири и нахождения месторождений каменного угля.

Задачи:

1. Описать найденный палеонтологический материал.

2. Систематизировать найденные образцы.

3. Определить возраст окаменелых моллюсков.

Автором на реке Томи в городе Северске были обнаружены отпечатки моллюсков и окаменелости моллюска больших размеров (8см). Запад Сибири изучен не достаточно хорошо, поэтому каждая находка уникальна.

Описание места находки

Известковое (образец №1) отложение рис. 1 было найдено в районе города Северска рис.2. Отложение представляло собой кусок серого камня с меловыми вкраплениями, весом, примерно 70 кг. Поверхность известника (смотри реакцию на карбонат кальция ниже) исчерчена отпечатками раковин двустворчатых моллюсков. Поверхность образца плотная не слоистая.

Рис.1 Известковый образец Рис.2 Место находки

Реакция на определение известняка (СаСО₃).

СаСО₃ +2 НСl =СаСl₂+СО₂+Н₂О

Берег реки имеет крутой склон. Высота склона 20-30 метров.Образец затапливается водой. Доступен для изучения, только в середине лета до серидины осени. Берег песчаный. Вокруг есть россыпи гравия. Вблизи образца автор обнаружил другие объекты рис. 3,4. Также в россыпях гравия был обнаружен кусочек каменного угля рис. 5.

Рис.3 Ландшафтные находки Рис.4 Ландшафтные находки

Рис.5 Каменный уголь

Описание палеозологических находок

На образце №1 обнаружили окаменелости двустворчатого моллюска рис.6. Размер раковины моллюска 8см. На раковине видна слоистость, радиальные ребра, закрученная макушка.

Рис.6 Окаменелость двустворчатого моллюска

Основным и редким признаком в систиматическом определении стали радиальные ребра, которые хорошо выражены у находки. Радиальные ребра и линии нарастания на раковине имеет один род древних двустворчатых моллюсков- Exogura. Ареал распрастранения, которого был от Нью-Джерси до Мексики. Род Exogura имеет спирально закрученную макушку, левую створку в основном значительно больше и толще правой, створки имеют радиальные ребра и линии наростания, распрастраняющиеся на тонкие слои [4]. Микроструктура раковины меловых устриц имеет более важное систематическое значение при выявлении родовых категорий, нежели известные морфологические признаки и И.Н. Косенко, объясняет сложность в систематизации устриц, потому что устрицы имеют высокую степень изменчивости, в частности изменчивость формы раковины. Форма раковины - это таксономический признак видового ранга [5,6].

Однако существует и другая точка зрения. Преобладающее число зоологов и палеонтологов считает возможным классифицировать семейство Ostreidae. В качестве систематических признаков указываются, как правило, не только данные по морфологии раковины, но и некоторые другие свойства: способ размножения, способ прикрепления раковин, строение продиссоконхов и т. п. Например, Дувийе (Douvillé, 1910) находил нужным отмечать способ прикрепления устриц и глубину их обитания [5].

Ключ для определения родов подсемейства Exogyrinae - нижняя створка раковины несущая радиальную скульптуру. Верхняя створка гладкая. Остракум построен слоями с нормальной призматической и правильной листоватой структурой - род Exogyra [5].

Типовой вид - Exogyra costata Say. Раковины резко неравностворчатые, различных размеров, овальные, округленно-треугольные, ладьевидные или изогнутые в форме полумесяца. Макушки спирально закрученные назад. Левая створка обычно вздутая, покрытая скульптурой в виде радиальных ребер, струй или волн. Ребра непрерывные или прерывистые, гладкие, бугорчатые, чешуйчатые или шиповатые. Верхняя створка плоская или слегка вогнутая, гладкая, со спирально свернутой в плоскости макушкой, с концентрическими струями и линиями нарастания. Связочное углубление узкое, удлиненное, аркообразно изогнутое. Остракум состоит из очень тонкого эктостракума с нормальной призматической структурой и мощного эндостракума с правильной листоватой структурой [5].

Географическое распространение описываемый род широко распространен во всех частях света. Геологический возраст. Верхняя юра - мел [5].

Мягкотелые рода Exogura остаются редкими экземплярами так, как ветвь Exogyrinae, обладающая наиболее специализированными типами микроструктуры, существовала короткое время и вымерла в конце мелового периода [5].

Моллюски данного рода встречаются в стратиграфических исследованиях по меловому периоду. В работах (рукопись) профессора В.П.Преображанской [7] описаны моллюски Exogyra virgula Goldf найденные в Керкй-Гаурдакском районе, в районе Саратовского Поволжья, отнесены к нижнемеловым отложениям. В работах академика В.А.Бененсона [8], изучавшего нижний мел Exogyra bcalis Mordv и Exogyra alaeformis Mirk найдены в центральном Памире, в Таджикском бассейне.

Жемчужноностность данного рода никто не определял. Жемчужные устрицы выделяют предпочтительно кальцит, а жемчужные мидии - арагонит. Еще дальше от края (по внешней поверхности) располагается зона, клетки которой выделяют карбонат кальция в виде мелких чешуек, слагающих вещество, известное под названием перламутр. Так как раковина окаменелая, то точно определить сложно, даже современным методом масс-спекрометрией. Во-первых, грунт из карбоната кальция, жемчужницы тоже из карбоната кальция да и аргонит - это тоже соль карбоната кальция. Вопрос интересный, заслуживает дальнейшего исследования.

В образце №1 также были обнаружены многочисленные отпечатки двустворчатых моллюсков рис. 7,8, определить родовую принадлежность их невозможно, так как не видно формы раковины, но по отпечаткам видно сходство с большим экземпляром. Можно предположить, что была обнаружена устричная банка - многослойное поселение.

Рис.7 Отпечатки раковин моллюсков Рис.8 Отпечаток раковины

Возраст окаменелых моллюсков.

Возраст окаменелых моллюсков остается условным в нашей работе, так как образец №1 является выходцем морского осадочного накопления. Слоев различных пород и грунтов, в которых бы залегал образец для определения возраста найденного материала нет, поэтому возраст присвоили находки по двум основаниям:

1. Осадки накапливались именно в периоды, когда территория была затоплена морями. Почти все окаменелости относятся к каменноугольному периоду Палеозойской эры и юрскому и меловому периодам Мезозойской эры. В Кайнозойской эре море отступило.

2. В работах по срезам почвы, род устриц Exogyra встречается в слоях датированных отложениям мелового периода.

3. По систематике двустворчатых моллюсков роду устриц Exogyra присвоен геологический возраст верхняя юра - мел [5].

Выводы:

1. Проведен первичный анализ данных образца №1 и их характеристик. Получено представление о местонахождении находки, о морфологическом состоянии образца.

2. Сформирована систематическая карта палеонтологической находки:

Класс: Bivalvia

Отряд: Anisomyaria

Надсемейство: Ostreacea

Семейство: Ostreidae

Подсемейство: Exogyrinae

Род: Exogyra

Вид: Exogyra costata Say

3. Установлен возраст образца №1 по палезоологическим доказательствам. Мезозойская эра 165 млн.лет. (Приложение А). Каменный уголь характерное полезное ископаемое юрского и мелового периода мезозойской эры. Возможно, найденный образец каменного угля является еще одним доказательством геологического возраста находки.

Приложение А

Список литературы

1.Статья. Известия Томский политехнический университет; И.В.Рычкова; Голосеменные растения палеоцена - эоцена юго-востока западной Сибири. 2010.Т.316 №1.

2.Жизнь животных /Альфред Брем. - М.: Эксмо, 2009. -960с.:ил

3.Сайт lady.mail.ru/product/ustritsa

4.Сайт: Древние животные ancientbeasts.ru

5. Значение микроструктуры раковины меловых устриц для их систематики. Н.А. Ч е л ь ц о в а . 1969 г. Издательство «Наука». Москва, К -62, Подсосенский п ер., д. 21 2-я типография Издательства «Наука». Москва, Г-99, Ш убинский пер., 10

6. Систематика организмов. Ее значение для биостратиграфии и палеобиогеографии. Материалы LIX сессии Палеонтологического общества при РАН (1-5 апреля 2013 г., Санкт-Петербург). - Санкт-Петербург, 2013, 155 с. (Таксономический вес признаков и ревизия таксономического состава позднеюрских - раннемеловых устриц Урала и Сибири И.Н. Косенко стр.69).

7. В.Н. Преображенская. Стратиграфия отложений юры и низов нижнего мела ЦЧО Киев 1967г. Академия наук УСССР МВ и ССО РСФСР.

8. В.А.Бененсон Нижний мел юга СССР. М.:Наука, 1985.224с. ); (198стр).