Научно – исследовательская работа Научное обоснование создания памятника природы местного значения «Палеозойские морские лилии»

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Могойтуйская средняя общеобразовательная школа № 2»

Забайкальский край, пгт Могойтуй

Научно – исследовательская работа

Научное обоснование создания памятника природы местного значения «Палеозойские морские лилии»

Исполнитель:

Жигжитова Цындыма Дулбэевна

Ученица 10 класса

Научный руководитель:

Дамбаева Цыцык Баторовна, учитель биологии

МОУ «Могойтуйская средняя общеобразовательная школа № 2»

Могойтуй, 2010 г

Содержание

Введение …………………………………………………………………..3

Глава 1. Морфологические и экологические особенности класса морские лилии ……………………………………………………………………....4

Глава 2. Морфологические и экологические особенности ископаемых морских лилий …………………………………………………………….5

Глава 3. Описание захоронений ископаемых морских лилий субтропического Аргалейского моря ………………………………………………………..8

Заключение ………………………………………………………………..10

Литература ………………………………………………………………...12

Приложения ……………………………………………………………….13

Введение

         В палеозойских отложениях Забайкалья широко распространены разнообразные стеблевые фрагменты морских лилий. В разное время их изучением занимались такие ученые, как Ю.А.Дубатолова, Р.С.Елтышева, Г.А.Стукалина и А.В.Куриленко. В Забайкалье наиболее интересными для изучения являются отложения, содержащие комплекс ископаемых криноидей, переходных от девона к карбону.

    Актуальность: Разрез палеозойских отложений по пади Аргалей  по мнению палеонтологов – уникальный по многообразию видового состава морских лилий с хорошей сохранностью и типами захоронений, а также по многообразию сообщества (брахиоподы, кораллы, мшанки и другие)

  Новизна:

1. впервые определен состав комплекса палеозойских морских лилий хребта Аргалей
2. впервые изучена степень сохранности и выделены типы захоронений морских лилий

Объектом исследования определены ископаемые остатки морских лилий.

Предметом исследования являются сохранность остатков и типы захоронений ископаемых морских лилий в отложениях аргалейской свиты хребта Аргалей.

Цель исследования: Уточнить состав комплекса морских лилий по разрезу Аргалей и изучить характер захоронений органических остатков в осадках субтропического Аргалейского моря  для научного обоснования создания памятника природы местного значения «Палеозойские морские лилии».

   Задачи:

1. Изучить литературу по современным и ископаемым морским лилиям
2. Собрать коллекцию ископаемых морских лилий и изучить сохранность и типы захоронений
3. Определить родовой состав коллекции морских лилий по классификации Г.А.Стукалиной

 Глава 1. Морфологические и экологические особенности

класса морские лилии

   Морские лилии относятся к типу иглокожих Echinodermata, подтипу Crinozoa, класс Crinoidea. Скелет их состоит из чашечки, в которой заключены внутренние органы, стебля и рук. Чашечки имеют овальную, круглую, шаровидную, треугольную формы. Скелет чашечек содержит радиальные таблички, служащие опорой для подвижных рук, а также базальные таблички (приложение 1).

Вокруг рта пять рук, часто ветвящихся. Функции рук заключаются в захвате пищи, а также доставлении воды с кислородом для дыхания. Чашечка вместе с руками составляет крону. От нижней чашечки идет стебель, состоящий из члеников различной формы: треугольные, овальные, круглые, квадратные и т.д. Стебель находится на противоположном рту конце чашечки и обычно прикрепляется к морскому дну корневидными образованиями. Стебель может достигать 17 метров. Отростки от стебля называются цирри. Двусторонняя симметрия (т.е. интеррадиус, проходящий через рот и анальное отверстие - условно называется задний, а противоположный ему радиус, расположенный в той же плоскости,- передний) менее заметна, чем пятилучевая, определяемая пятью радиально расположенными руками. Каждая из рук поддерживается скелетом и несёт обычно значительное число боковых веточек, пиннул, имеющих то же строение, что и руки. В пиннулах находятся половые железы в виде небольших мешочков. В процессе эволюции увеличивалось число пиннул, что представляло значительные удобства для сбора пищи. Также встречались особые приспособления для защиты рук от воздействия волн у морских лилий, которые обитали в мелководных частях моря - на рифах. Это были своеобразные выросты, между которыми помещались руки (как бы в спираль могли закручиваться стебли). В настоящее время насчитывается до 1000 видов морских лилий [3].

Глава 2. Морфологические и экологические особенности ископаемых морских лилий

В ископаемом состоянии нахождение чашечек и рук очень редко. Чаще всего находят членики и стебли. [2] Нами изучены членики стеблей морских лилий из разрезов отложений субтропического моря Аргалея на левобережье Онона.

При изучении морских лилий нет возможности пользоваться общепринятой естественной систематикой этого класса, основанной на строении чашечки. Для описания разрозненных стеблей и их члеников принята классификация, построенная на основании их морфологических признаков, т.е. искусственная. В ее основе лежат два существенных морфологических признака:

1. Форма поперечного сечения центрального канала стебля.
2. Форма поперечного сечения самого стебля (Приложение 2).[5]

По форме стеблей и члеников можно определить род морских лилий. В Забайкалье наиболее развитыми, часто встречающимися являются овальные и круглые формы стеблей.

Все членики стебля редко бывают одинаковы. Некоторые более высокие и имеют больший диаметр, выступая на поверхности стебля. Цирри (усики) появились у морских лилий на нижнем конце стебля в раннем палеозое, как придатки для прикрепления. Они могут быть очень длинными, располагаться без порядка, иногда разветвляться. В процессе эволюции цирри появлялись на стебле всё выше и становились более короткими и подвижными.[2] Скелеты морских лилий состоят из отдельных, более или менее свободно соединённых элементов, после смерти животных легко рассыпающихся. Поэтому сохраняются в ископаемом состоянии только при благоприятных условиях (в отложениях, образовавшихся при слабых движениях воды, при сильной спаянности табличек и в случаях больших скоплений этих животных). Сказанное в особенности относится к чашечкам и кронам морских лилий, находки которых в ископаемом состоянии в сравнении с находками остатков стеблей, представляют редкость.[4] В отложениях палеозоя, а также мезозоя, находят скопления и целые пласты значительной мощности, образованные остатками стеблей морских лилий. Такие известковые породы носят название криноидных или энкринитовых.

Морские лилии палеозоя обитали преимущественно на небольших глубинах прибрежной полосы моря или на средних глубинах; часто они жили под защитой рифов. Некоторые формы были пелагическими. Свободноподвижные морские лилии также встречаются скоплениями. Между характером местообитания и морфологией морских лилий имеется большое соответствие. Формы нежного строения, часто шиповатые, с длинными ветвистыми руками и тонкостебельчатые - это глубоководные морские лилии. Также такие формы свидетельствуют о довольно однородных условиях жизни на илистом дне в спокойных водах. Совершенно противоположен экологический тип морских лилий, обитавших на мшанковых рифах в палеозое и коралловых с мезозоя, а также в мелководной прибрежной полосе морей, где в результате сильного действия волн формировались более компактные и массивные биологические типы с защитными приспособлениями против ударов волн. Стебель видов, наиболее подверженных действию волн, укорачивался, членики его удлинялись: стебель с меньшим числом сочленений в меньшей степени подвержен опасности разрыва при ударе волн. Кроме спокойного состояния или воздействия волн, на морфологию морских лилий оказывает влияние и температура. В водах тёплых морей извести содержится больше, поэтому морские лилии, обитавшие в тёплых морях, имеют массивные скелетные образования и часто снабжены крупными шипами. Неблагоприятные условия жизни, имевшие место в конце палеозоя, (горообразование, перемещение береговых линий и связанные с этими процессами изменение климата и исчезновение привычной пищи) отразились на облике фауны мелководья, в том числе и на морских лилиях. В результате изменений условий у некоторых морских лилий утрачивался стебель, и чашечка прикреплялась непосредственно к субстрату. Некоторые морские лилии освободились от прикрепления уже в палеозое и перешли к плаванию на небольшой глубине у рифов. В это время вымирает ряд семейств морских лилий, но некоторые их представители мигрировали в спокойные глубокие  воды.[4]

Глава 3. Описание захоронений ископаемых морских лилий субтропического Аргалейского моря

         Научное изучение криноидей начато в 1821 году Дж. Миллером, который предложил их классификацию, основанную на изучении чашечек. Важное значение имели проведенные Ш. Ваксмутом и Ф. Спрингером исследования строения чашечек, в особенности крышки. В дальнейшем целый ряд палеонтологов занимается исследованием стеблей морских лилий. Пионерами этого направления были Р. Моор, О.С. Вялов и Р.С. Елтышева.

Свои исследования мы проводили следующими методами: применение искусственной классификации Г.А. Стукалиной, сборы ископаемых остатков криноидей в палеонтологической экспедиции и реферирование литературы по изучаемой теме.

В июне 2008  года наша школа организовала палеонтологическую экспедицию под руководством доктора геолого-минералогических наук, профессора С.М. Синицы и старшего научного сотрудника Читинского геологического научного центра А.О. Татарова. Мы выезжали на поле близ сёл Хара-Шибирь, Цугол, Нуринск,  а также на побережье реки Онон, для работы с палеонтологическими местонахождениями (приложение 3) . Из экспедиции были привезены образцы с остатками морских лилий. Изучалось 14 экземпляров с хорошей сохранностью. Собранная коллекция была проклассифицирована по родам на основе искусственной классификации Г.А. Стукалиной (приложение 4).[5] Всего мы определили 5 родов: Camptocrinites magnus, Pentagonocyclicus priscus, Hexacrinites circumvalatus, Poteriocrinites mergensis, Platycycrinites altaicus.

Образец №1.

Сохранность-псевдоморфоза (ложные формы) кальцита по членикам стебля рода Camptocrinites magnus.

Тип захоронения - гнездовое скопление члеников стеблей. Вероятно, этот тип образовался в прибрежной зоне моря, в результате приливно-отливных движений или придонных течений.

Образец №2

Сохранность- псевдоморфоза кальцита по членикам стебля рода Camptocrinites magnus.

Тип захоронения - пластовое. На этом образце около 10 фрагментов члеников стеблей морских лилий и фрагменты построек мшанок. Возможно, накопление этих остатков организмов происходило в затишных участках мелководной зоны моря.

Образцы № 4, 9.

Сохранность - псевдоморфозы кальцита по членикам стеблей рода Platycycrinites altaicus.

Тип захоронения - пластовый. Членики разрознены и различных размеров. Формируются также захоронения энкринитов за зоной действия волн - в зоне шельфа. Присутствуют остатки нескольких родов криноидей, а также фрагменты скелетов и построек других организмов: мшанок, кораллов, есть следы жизнедеятельности илоедов.

Образец №5

Сохранность    -    псевдоморфозы    кальцита    по    членикам    стеблей    рода Pentagonocyclicus priscus.

Тип захоронения - пятнистое. Возможно, остатки морских лилий подвергались частичному переносу или переотложению.

Образцы № 6, 7,12.

Сохранность    -    силуэт    членика    стебля,    частично    ожелезнённого.    рода Poteriocrinites mergensis

Тип захоронения -  «in  situ»(захоронение  на месте).   Образцы  имеют чётко выраженное лигаментное поле и осевой канал. Следов жизнедеятельности других организмов не замечено. Вероятно, организмы не подвергались переносу, то есть захоронились на месте обитания.

Образцы №8,10,11,13

Сохранность - псевдоморфозы кальцита по членикам стеблей рода Hexacrinites circumvalatus

Тип захоронения - «in situ»(захоронение на месте). Образцы имеют круглое очертание, лигаментное поле глубокое, занимает почти всю поверхность членика, имеет устойчивое круглое очертание.

Таким образом, в результате иcследования был установлен родовой состав палеозойских морских лилий, обитавших в субтропическом Аргалейском море, также впервые описаны типы захоронений.

Заключение

   В ходе исследований был сделан анализ коллекции ископаемых морских лилий по разрезу хребта Аргалей. Выявлено, что в составе комплекса криноидей, в отложениях преобладают представители родов Poteriocrinites mergensis, Platycrinites altaicus и Hexacrinites circumvalatus.

Изучив тип захоронения и сохранность ископаемых морских лилий, определено, что преобладает сохранность в виде псевдоморфоз, а типы захоронений представлены в виде пластовых и гнездовидных скоплений.

Разрез хребта Аргалей палеозойских отложений, по мнению учёных, - уникальный по многообразию видового состава морских лилий с хорошей сохранностью и типом захоронения.

Преобладание захоронения в виде фрагментов стеблей, члеников и отсутствие остатков чашечек указывают на перенос разрушенных скелетов морских лилий морскими течениями.

В результате изучения был установлен родовой состав палеозойских морских лилий, обитавших в субтропическом Аргалейском море, также впервые описаны типы захоронений.

Морские лилии - исчезнувшая биота субтропических морей Забайкалья и их местонахождения нуждаются в охране в виде памятников природы.

Результаты работы могут быть использованы для изучения беспозвоночных на уроках биологии, а также служить экспонатами для палеонтологического музея МСОШ № 2.

Литература

1. Атлас фауны и флоры палеозоя - мезозоя Забайкалья - Новосибирск: Наука, 2002.-714 с.
2. Богоявленская О.В., Фёдоров М.В. Основы палеонтологии. - М.: «Недра», 1990

3.        Догель В.А. Зоология беспозвоночных: учебник для ун - тов/ под редакцией профессора Полянского Ю.И. -7-е издание, переработанное и дополненное. - М.: Высшая школа, 1981. - 606 с.

4.        Основы палеонтологии. Главный редактор Ю.А. Орлов. Том 10. «Недра», М..1964

5. Свешников О.С. , Стукалина Г.А., Синица СМ. Статиграфия и палеонтология осадочных геологических формаций Забайкалья. Ч., 1973
6. Стукалина Г.А. Позднепалеозойские морские лилии Забайкалья и Монголии// Стратиграфия и палеонтология осадочных геологических формаций Забайкалья. Западно - Забайкальского филиала географического общества СССР. - 1973. - выпуск 94.-с. 16-55.

7. Янин Б.Т. Основы тафономии. - М.: «Недра», 1983. - 184 с.

Приложение 1

Схема строения морской лилии

                                                                                                                      1

                                                                                                 2

1. пиннулы
2. анальный конус
3. чашечка
4. крона
5. стебель

Приложение 2

Морфология стеблей криноидей: А - сегментирование,

Б -монолитные членики (Стукалина, 1964).                                

Схема возможных сочетаний различных очертаний стебля морских лилий и его центрального канала (Елтышева, 1956)

Приложение 3

Карта маршрута палеонтологической экспедиции

Приложение 4

 Родовой состав коллекции ископаемых морских лилий