Paleoekologija

1
Paleoekologija

• ili za modernija vremena okolišna
  (ambijentalna) arheologija ili bioarheologija

2
Definicija

• Grana paleontologije/biologije koja proucava vezu
  izmedu organizama geološke prošlosti i okoliša u
  kojem su živjeli
• ili
• Grana ekologije koja proucava ekologiju geološke
  prošlosti

3

• Porijeklo naziva grc. Palaeo staro grc. Oikos
  dom, grc. Logos znanost
• Znanost o okolišima geološke prošlosti.
• Paleookoliše analizira i definira pomocu ostataka
  organizama koji su živjeli u njima.

4
Što istražuje paleoekologija?

• Objekt istraživanja fosili i stijene
• Fosili neposredni ostaci ili tzv. Body fossils
  i tragovi aktivnosti organizama
• Stijene sedimente metamorfne stijene niskog
  stupnja metamorfoze

5
Dobre i loše strane fosila

• Autohtonost fosila?
• Kako prepoznati da je fosil autohton?
• fosili u normalnom položaju
• clankoviti fosili su cjeloviti
• nema tragova abrazije i fragmentacije
• nema sortiranja prema velicini ili obliku
• nema orijentacije

6
Okoliši kopneni i morski

• Kopneni okoliši su u funkciji nadmorske visine,
  geografske širine i klimatske pripadnosti,
  kolicine padalina
• Organizmi žive u okolišima od Arktickih tundra do
  tropskih prašuma

7
Stijene Okoliš

• Na temelju sedimentoloških osobina možemo
  prepoznati mjesto gdje je stijena nastala.
• Analiza stijena

8
TRAVNJACI, LEDENJACI, PUSTINJE, SAVANE, TAJGA,
ŠUME I PRAŠUME
9
(No Transcript)
10
PRIJELAZNI OKOLIŠI mocvare, delte, lagune,
nadplimne ravnice
11
Morski okoliši
12
(No Transcript)
13
Ciljevi paleoekologije

• Rekonstrukcija fosilnih okoliša (okoliša
  taloženja)
• Kako?

14
Rekonstrukcija i interpretacija Kompleksnost
paleoekologije

• Pri rekonstrukcijama morskih okoliša razliciti
  parametri su ukljuceni salinitet, temperatura,
  kolicina otopljenog kisika, kolicina nutrijenata
  (hrane), dubina i gibanje vode.
• Tako paleoekologija koristi znanja iz
  Sedimentologije, Stratigrafije i Geokemije

15
Ciljevi paleoekologije

• Prepoznavanje nacina života organizama na temelju
  fosilnih ostataka
• Prepoznavanje grupiranja organizama geološke
  prošlosti temeljem fosilnih zajednica (tko je s
  kim dijelio paleookoliše)

16
Ciljevi paleoekologije

• Odnos fosilnih organizama prema fosilnim
  okolišima
• Definiranje dugorocnih promjena ili faza
  mirovanja u evoluciji Biosfere odnosno EKOSISTEMA

17
Ekosistem

• Zajednica organizama i ne-žive tvari u prostoru.
• Biogena komponenta Biljke, Životinje,
  Mikroorganizami
• Abiogena komponenta tlo, voda (mora i oceani),
  atmosfera, stijene i minerali

18
Nacin rada

• Uzorkovanje
• Analiza
• PRIKAZ REZULTATA
• Interpretacija Simulacija (potvrda
  interpretacije?)
• PARADIGMA

19
Analiza

• Taksonomska odredivanje (stupanj ocuvanosti),
  sedimetološke analize,

20
Geokemijska Analiza
21
Rezultati
22
Interpretacija
23
Simulacija
24
Grane paleoekologije

• Paleoautoekologija
• Paleosinekologija
• Ihnologija
• Paleobiogeografija

25
Paleoautoekologija

• Temelji se na Aktuopaleontologija
  Uniformatizam
• Osnivac Derek V. Ager (Principles of
  Paleoecology, 1963)
• Multidisciplinarnost pri prepoznavanju nacina
  života i ponašanja pojedinih organizama geološke
  prošlosti

26
Taksonomski uniformatizam

• 1. Srodnici
• 2. Moderni analogni organizmi ili organi
  nemaju zajednicko porijeklo, ali dijele
  zajednicke osobine

27

• Moderni homologni organizmi ili organi
  (zajednicko porijeklo, razliciti izgled,
  funkcioniranje..)

28

• Na slici koji par predstavlja homologni par, a
  koji analogni?

29

• Koji su to udovi? Kojim organizmima pripadaju?

30
Grane paleoekologije

• Paleoautoekologija
• Paleosinekologija
• Ihnologija
• Paleobiogeografija

31
Zajednišna paleoekologija Paleosinekologija

• Osnivaci Derek V. Ager, (1965) Ziegler (1965)
• Princip Prepoznavanje zajednica organizama iz
  geoloških prošlosti.

32

• Kljucni pojmovi troficna struktura ili tko koga
  jede?

33
Zajednišna paleoekologija

• Temelj rada Promjena multivar statistickih
  metoda (osobito Cluster analiza) za prepoznavanje
  paleozajednica

34
Paleosinekologija Evolucijska paleoekologija

• Osnivac James Valentine Evolutionary
  Paleoecology of the Marine Biosphere, 1973
• Inspiracija Vrba (1963), Stanley (1975) i Raup
  (1972)
• Temelj zajednice se mijenjaju tijekom geološke
  prošlosti.

35
Evolucijska paleoekologija

• Promjene ukljucuju migracije, restrukturiranje
  sastava zajednica na odredenom mjestu (u okolišu)
  zbog ekoloških promjena

36
Grane paleoekologije

• Paleoautoekologija
• Paleosinekologija
• Ihnologija
• Paleobiogeografija

37
Ihnologija

• Proucava tragove aktivnosti i ponašanja organizama

38
Prednosti ihnofosila

• Autohtoni
• Brojnost jedan organizam može ostaviti tijekom
  života brojne tragove
• Cesti u klasticnim stijena (body fosili su tamo
  rijetki!)
• Odlicni facijesni fosili (salinitet, energija
  vode, kolicina otopljenog kisika, odnos medu
  organizmima, hrana)

39
Loše strane ihnofosila?

• Jedan organizam može ostaviti više razlicitih
  tragova
• Razliciti organizmi mogu ostaviti iste tragove

40

• Koje aktivnosti otkrivaju tragovi oznaceni
  slovima A do E?

41
Grane paleoekologije

• Paleoautoekologija
• Paleosinekologija
• Ihnologija
• Paleobiogeografija

42
Paleobiogeografija

• Proucava geografsko rasprostiranje organizama
  tijekom geološke prošlosti, kao i utjecaj
  tektonike ploca na rasprostiranje (distribuciju)
  modernih organizama.

43

• Temelj Svi organizmi imaju odredeni geografski
  položaj (ovisno o ekološkim uvjetima). Organizmi
  se radaju u jednom centru i jednom ce se s tog
  mjesta morati pomaknuti!
• Barijere i prolazi jedni onemogucuje kretanje
  ili ga usporavaju, drugi omogucuju

44

• Endemizam i bioraznolikost
• Utemeljitelj Alfred Wegener, 1912.

45
Paleoklimatologija

• Rekonstrukcija klime geološke prošlosti pomocu
  razlicitih proxy foraminifere, koralji i
  dijatomeje

46

• Ledene jezgre sa Antartike ili
• Grenlanda (plinovi zarobljeni
• u ledu, omjer stabilnih izotopa ili polen)
• Godovi (promjene
• debljine godova za
• fluktuacije temperature
• i padalina)

47

• Jezgre ugljen nalazi mikrostataka koji potjecu
  od organizam vezanih za odredene temp.

48
Uzroci klimatskih promjena

• Kolicina sunceva zracenja
• Promjene u Zemljinoj orbiti
• Promjene u položaju kontinenata i oceana
• Promjene u atmosferi, staklenicnih plinovi

49

• Dugotrajne promjene milionima godina
• Srednje duge promjene 106 godina
• Kratkotrajne promjene 160000 godina
• Moderne promjene stotine godina

50
Evolucija atmosfere
51

• Plinoviti sloj oko Zemlje kojeg organizmi koriste
  kao rezervoar kemijskih sastojaka potrebnih za
  život
• 97 atmosfere je do visine 30 km iznad površine
  zemlje
• Sastav 78 N2, 21 O2, 0.03 CO2,Ar, voda,
  prašina , pepeo

52
Prva atmosfera

• Sastav H2, He
• Ovi su plinovi danas rijetki. Zemljina ih je
  atmosfera izgubila. Zašto?
• Lagani su i Zemljina gravitacija nije dovoljno
  jaka da ih drži
• Zemlja tada nema izdiferenciranu jezgru koja bi
  razvila magnetsko polje i tako odbijala vjetrove

53
Druga atmosfera

• Posljedica vulkanskih aktivnosti
• Plinovi su bili slicni onima koje stvaraju
  moderni vulkani pri erupcijama H2O, CO2, SO2,
  CO, S2,Cl2, N2, HF, HCl, NH3, CH4
• Nema slobodnog O2
• Formiranje Oceana Kako se Zemlja hladi voda
  nastala erupcijama se zadržava na površini

54

• Vulkanske erupcije
• Impakti
• Visoka temperatura

55
Dodavanje O2 u atmosferu

• Kako?
• Ultraljubicaste zrake razbijaju molekule vode i
  oslobadaju O2. kolicina se procjenjuje na 1- 2
  današnje koncentracije što je dovoljno za
  stvaranje ozonskog sloja!
• Fotosinteza cijanobakterije (fosili stari 3.5
  milijarde godina)
• CO2 H2O ? organska tvar O2

56
Prokaryota
57

• Kada se povecava koncentracija kisika?
• Tijekom Proterozoika, od prije 2.4 1.9
  milijarde godina Dokazi
• Nitaste naslage sa Fe (Bandend Iron Fm) 2.0
  2.8 milijarde god.
• Crveni pješcenjaci 2.3 milijarde godina

58

• Kisik kojeg su proizvele prokariote otišao je u
  ocean, a tek onda oksidirao željezo na površini
  Zemlje

59
Hidrosfera

• Voda na Zemlji
• Danas 71 površine
• Zemlje je pokriveno
• vodom.

60

• Vjeruje se da je u pocetku veliki dio Zemlje bio
  pokriven oceanima
• Vecina oceanske vode na Zemlji je od prije 4
  milijarde godina
• Pitanje porijeklo vode
• Kondenzacija pare iz vulkana ili udari s kometama
  ledonosacima? Velika kontroverza.

61

• Stari oceani do 50 km duboki imaju svega 20
  vode
• Sastav vode povezan s plinovima koji se
  oslobadaju erupcijama, otapanjem
• Kad se to dogadalo?
• U zadnjih 3 milijarde godina nije se znatno
  mijenjao sastav tjelesnih tekucina morskih
  organizama

62
Litosfera

• Evolucija posljedica temperaturnih varijacija
• Vruca i otopljena
• Teški elementu tonu prema centru
• Diferencijacija
• Hladenje i stvaranje kore
• Radioaktivnost
• Tektonika ploca

63
(No Transcript)
64

• Promjene konfiguracije kontinenata zabilježene u
  zadnjih 150 milijuna godina.

65
Funkcioniranje Zemlje
66

• Gaia - 1983 Watson Lovelock

67
Kratka povijest paleoekologije

• Leonardo da Vinci
• C. Darwin (prilagodba organizama na okoliš),
• A. Humboldt (porijeklo geografske distribucije
  modernih i fosilnih organizama)
• H. De la Beche oslikao donjojurske morske
  pejzaže Dorseta
• E.Haeckel

68
LITERATURA

• Sokac, A., 1996 Paleoekologija. Skripta, RGNF
• Brenchley, P.J. Harper, D.A.T., 1998
  Palaeoecology Ecosystems, Environments and
  Evolution. Hapman Hall, London