Палеонтологический институт

Палеонтологи'ческий институ'тАкадемии наук СССР (ПИН), головное научно-исследовательское учреждение по палеонтологии. Находится в Москве. Организован в 1930 по инициативе А. А. Борисяка на базе некоторых отделов бывшего Геологического музея АН СССР. Главные задачи - изучение морфологии, филогении, систематики и экологии основных групп животного мира, а также использование палеонтологических данных для решения вопросов стратиграфии и палеографии. В состав П. и. входит ряд отделов беспозвоночных и позвоночных животных, а также единственный в СССР отдел палеоэкологии. При институте имеется Палеонтологический музей им. Ю. А. Орлова, в котором экспонируются ископаемые позвоночные. П. и. издаёт «Труды» (с 1932), серию брошюр «Наставления по сбору и изучению ископаемых органических остатков» (с 1953) и различную справочно-информационную литературу. Институт имеет аспирантуру; принимает к защите кандидатские и докторские диссертации.

Общий вид центрального зала Палеонтологического музея.

Палеонтологический метод

Палеонтологи'ческий ме'тод, метод определения относительного возраста осадочных толщ земной коры по сохранившимся в них ископаемым остаткам организмов. Используется для решения задач стратиграфии . Основоположник метода - английский инженер У. Смит (1769-1839), обративший внимание на то, что в разных осадочных слоях горных пород присутствуют характерные для каждого из них остатки организмов, и показавший, что эти остатки можно использовать для сопоставления толщ разных районов и составления на этой основе геологических карт. Развитию П. м. способствовали работы Ч. Дарвина , утвердившие эволюционный подход в палеонтологии. В основу П. м. положены идеи последовательной смены групп животных и растений в ходе исторического развития органического мира Земли, неповторяемости растительных и животных форм (см. Необратимость эволюции ) ,а также признания необязательного одновременного изменения отдельных групп на всём земном шаре.

  Нередко геологический возраст отложений определяют по так называемым руководящим ископаемым . Недостаток такого подхода в том, что руководящие роды и виды при определённых условиях могут появляться на ином, не свойственном им уровне. Более надёжно выяснение возраста отложений по комплексам ископаемых организмов. Сопоставление может считаться надёжным, если в вертикальном разрезе устанавливается одинаковая последовательность нескольких фаун. Большие трудности возникают при сопоставлении морских и континентальных отложений, содержащих (как правило) остатки организмов разных групп. При применении П. м. наиболее важны те группы организмов, которые быстро изменялись во времени, были широко распространены, хорошо сохраняются в ископаемом состоянии и встречаются в значительном количестве. Всё большее значение для П. м. приобретают микроорганизмы и микроостатки организмов (фораминиферы, остракоды, споры и пыльца, конодонты и др.); из морских макроорганизмов - граптолиты, головоногие моллюски, брахиоподы, из континентальных - позвоночные и растения.

  Лит.см. при ст. Палеонтология .

  В. Н. Шиманский.

Палеонтология

Палеонтоло'гия(от палео...,греч. уn, родительный падеж уntos - существо и ...логия ) ,наука об организмах минувших геологических периодов, сохранившихся в виде ископаемых остатков организмов , следов их жизнедеятельности и ориктоценозов . Современную П. можно также определить как науку о всех доступных изучению проявлениях жизни в геологическом прошлом на организменном, популяционном и экосистемном (биогеоценотическом) уровнях. В биологии П. предшествует неонтологии-науке о современном органическом мире. По объекту исследования П.- наука биологическая, но возникла она в тесной связи с геологией, широко пользующейся данными П. и вместе с тем служащей главным источником разнообразной информации о среде жизни. Именно эта связь и делает П. целостной наукой о развитии живой природы в геологическом прошлом, без которой невозможно понимание геологической истории биосферы , точнее - смены палеобиосфер и становления современной биосферы.

  Основные подразделения палеонтологии.В качестве главных подразделений П. выделяют палеозоологию (изучающую ископаемых животных ) и палеоботанику (посвященную ископаемым растениям ) .Первая делится на П. беспозвоночных и П. позвоночных; в состав второй входят палеоальгология (ископаемые водоросли), палеопалинология (пыльца и споры древних растений), палеокарпология (семена древних растений) и др. разделы; палеомикология (ископаемые остатки грибов) занимает особое место в системе палеонтологических дисциплин, так как грибы, по мнению многих учёных, образуют самостоятельное царство среди эукариотов.Под условным названием микропалеонтология выделяют раздел П., занимающийся изучением древних микроорганизмов (бентосные простейшие, остракоды, различный зоо- и фитопланктон, бактерии), дисперсных остатков крупных организмов животной и растительной природы и микропроблематик ( конодонты,сколекодонты, отолиты,хитинозоа и т.п.). Изучение связей организмов прошлого друг с другом и с окружающей средой в рамках популяций, ценозов и всего населения древних бассейнов привело к созданию палеоэкологии. Выявлением закономерностей географического расселения организмов прошлого в зависимости от эволюции климатов, тектоники и др. процессов занимается палеобиогеография. Закономерности захоронения и распространения ископаемых остатков организмов (ориктоценозов) в осадочных толщах изучают тафономия и биостратономия, следы жизнедеятельности - палеоихнология. Словами с приставкой «палео» часто обозначают разделы систематической П., изучающие остатки древних насекомых (палеоэнтомология), древних моллюсков (палеомалакология), древних рыб (палеоихтиология), древних птиц (палеоорнитология) и т.д. Возможность проникновения в биологическую специфику тканей, морфо-физиологических систем, химизма и т.п. древних организмов привела к появлению палеогистологии, палеофизиологии, палеоневрологии, палеопатологии и др. разделов П. Открытие химической специфики видов и возникновение палеобиохимии позволили подойти к проблемам молекулярной П.

  Исторический очерк.Сведения об окаменелостях были известны уже античным философам-натуралистам (Ксенофан, Ксант, Геродот, Теофраст, Аристотель). В эпоху Возрождения, сменившую тысячелетний (5-15 вв.) период застоя, природа окаменелостей получила первую правильную интерпретацию - сперва у китайских натуралистов, а затем и у европейских (Леонардо да Винчи, Джироламо Фракасторо, Бернар Палисси, Агрикола и др.), хотя в большинстве случаев не хватало важнейшего для науки представления о том, что это остатки вымерших организмов. Вероятно, датский натуралист Н. Стено (1669) и английский Р. Гук (опубликован 1705) были одними из первых, кто начал говорить о вымерших видах, а с середины 18 в., с развитием идей М. В. Ломоносова (1763) в России, Ж. Бюффона и Жиро - Сулави во Франции, Дж. Геттона в Великобритании и др., взгляды о постоянных изменениях в живой природе прошлого (теория развития) и значении актуалистического подхода к его познанию, хотя и стихийно, стали завоёвывать всё больше сторонников. Единство системы ископаемых и современных организмов признавал и К. Линней , но он также совершенно отвергал идею изменяемости видов. Решающим периодом для становления П. было начало 19 в., когда У. Смит в Великобритании впервые обосновал определение относительного возраста геологических пластов по окаменелостям беспозвоночных и дал на этой основе первую геологическую карту (1794).

  П. как научная дисциплина возникла одновременно и в теснейшей взаимной связи с исторической геологией. Основателем той и другой считают Ж. Кювье , особенно много сделавшего в этих областях в период с 1798 по 1830; в Коллеж де Франс в 1808 он впервые стал читать систематический курс «Истории ископаемых» и на основании глубокого сравнительно-анатомического изучения ископаемых костей млекопитающих фактически создал П. позвоночных. Несколько позднее, с публикацией «Истории ископаемых растений» французского ботаника Адольфа Броньяра, возникла и палеоботаника. Кювье и французский геолог Александр Броньяр (1811) развивали представление о руководящих окаменелостях в геологии; оба они связывали в единой системе ископаемые и современные организмы и оба являлись защитниками гипотезы катастроф (см. Катастроф теория ) .Термин «П.» впервые упомянул (1822) французский зоолог А. Дюкроте де Бленвиль, но распространение он получил лишь после того, как профессор Московского университета Г. И. Фишер фон-Вальдгейм впервые употребил его (1834) вместо термина «петроматогнозия», а во Франции А. Д’Орбиньи начал публикацию сочинений по П. (с 40-х гг. 19 в.).

  Создателем первой теории эволюции был Ж. Б. Ламарк,явившийся по существу и основателем П. беспозвоночных. Близким к нему по взглядам был другой эволюционист до-дарвиновского периода Э. Жоффруа Сент-Илер . Однако оба современника Ж. Кювье, также не свободные от известных заблуждений, не могли противостоять его авторитету; в П. 1-й половине 19 в. преобладающей была идея неизменяемости видов и последовательных резких смен в их существовании. Одновременно с накоплением огромного чисто описательного материала в Великобритании, Германии, Франции, Швеции, Италии, России эти общие идеи продолжали энергично развивать швейцарский геолог и палеонтолог Л. Агассис, английский геолог А. Седжвик и особенно французский палеонтолог А. Д’Орбиньи (1840), с именем которого правильнее всего связывать гипотезу катастроф в её завершенном виде (27 переворотов в истории Земли; вывод, основанный на данных о 18 000 видов). Однако положительным результатом этих идей явились формирование стратиграфической П. и завершение разработки уже к началу 40-х гг. общей стратиграфической шкалы Земли. В России успехи П. до-дарвиновского периода связаны с именами Фишера фон-Вальдгейма, Э. И. Эйхвальда, Х. И. Пандера, С. С. Куторги, П. М. Языкова и др. Особое место занимают выдающиеся исследования по стратиграфии, палеонтологии и зоологии предшественника Ч. Дарвина-К. Ф. Рулье, совершенно чуждого идей креационизма.

 П. 60-х гг. 19 в., а затем 20 в. знаменует совершенно новый этап в развитии этой науки. Его начало отмечено появлением наиболее завершенной теории эволюции («Происхождение видов» Дарвина, 1859), оказавшей огромное влияние на всё дальнейшее развитие естествознания. Хотя многие палеонтологи 19 в., такие, как И. Барранд в Чехии, А. Мильн-Эдвардс и А. Годри во Франции, Р. Оуэн в Великобритании и др., не были дарвинистами, идеи эволюционизма стали быстро распространяться в П. и нашли в ней превосходную почву для своего дальнейшего развития, например в трудах английского естествоиспытателя Т. Гексли, австрийского геолога и палеонтолога М. Неймайра, американского палеонтолога Э. Копа. Но самое выдающееся место, несомненно, принадлежит В. О. Ковалевскому, которого с полным правом называют основателем современной эволюционной П. Только после работ Ковалевского по П. позвоночных и Неймайра по П. беспозвоночных дарвинизм приобрёл ту палеонтологически обоснованную базу, в которой ещё продолжала нуждаться эволюционная теория. Роль П. позвоночных оказалась особенно значительной в разработке теоретических проблем эволюции в связи со сложностью строения не только ныне живущих позвоночных, но и их ископаемых предков. На основе теории эволюции сделаны важные палеонтологические обобщения последователями Ковалевского: бельгийским палеонтологом Л. Долло, американским - Г. Осборном, немецким - О. Абелем и др. В дальнейшем эволюционную палеозоологию в России, а затем в СССР развивали А. П. Карпинский, С. Н. Никитин, А. П. Павлов, Н. И. Андрусов, М. В. Павлова, П. П. Сушкин, А. А. Борисяк, Н. Н. Яковлев, Ю. А. Орлов, Л. С. Берг, А. П. Быстров, И. А. Ефремов, Д. В. Обручев, Л. Ш. Давиташвили, Д. М. Раузер-Черноусова и многие др.; палеоботанику - И. В. Палибин, А. Н. Криштофович, М. Д. Залесский и др. Значительную роль в развитии П. сыграли работы русских биологов А. Н. Северцова, И. И. Шмальгаузена, В. Н. Беклемишева, Д. М. Федотова и др.

  Фундаментальной сводкой результатов палеонтологических исследований 19 в. были труды К. Циттеля «Руководство» (1876-1893) и «Основы палеонтологии» (1895). Многократно переиздававшееся последнее издание в полной переработке советских палеонтологов (редактор А. Н. Рябинин) вышло в 1934 на русском языке (беспозвоночные). Наиболее значительным, полностью законченным современным справочным изданием по П. являются «Основы палеонтологии» (15 тт., 1958-64) под редакцией Ю. А. Орлова (Ленинская премия, 1967). Аналогичный 8-томный труд по палеозоологии под редакцией Ж. Пивто издан (1952-1966) во Франции; 24-томное издание по беспозвоночным начало публиковаться в США (с 1953) под редакцией Р. Мура и пока не завершено; переиздаётся с 1970 под редакцией К. Тейхерта.

  Основные направления развития палеонтологии и её связи с другими науками.Как наука биологическая П. теснейшим образом связана с комплексом биологических дисциплин (популяционная генетика, биология развития, цитология, биохимия, биометрия и др.), методы которых она частично использует. Всё больше начинают применяться при палеонтологических исследованиях новейшие методики, основанные на использовании различных излучений, химического анализа, электронной и сканирующей микроскопии и др. Традиционны тесные связи и взаимное обогащение со сравнительной анатомией, морфологией и систематикой животных и растений. Морфо-функциональный анализ и изучение морфогенеза скелетных структур ископаемых приводят ко всё более тесным связям П. с физиологией, эмбриологией, биомеханикой. Сравнительно-историческое изучение древних организмов, требующее использования метода актуализма, ведёт ко всё более широким связям П. с экологией, биогеоценологией, биогеографией, гидробиологией и океанологией. Изучение жизни древних морей и современного Мирового океана позволило обнаружить ряд архаических организмов - «живых ископаемых» - латимерия, неопилина, погонофоры и др. Наиболее значительной остаётся связь П., изучающей закономерности исторического развития организмов как в отдельных филумах (генетических рядах организмов), так и в последовательности экологических систем, с эволюционным учением. Филогенез и экогенез в одинаковой мере не могут быть достаточно поняты без объединения достижений П. и неонтологии. История филогенетических построений, начиная от первой чисто неонтологической схемы Э. Геккеля (1866) и до современных частных и общих построений филогении, показывает, сколь шаткими оказываются эти схемы без достаточных палеонтологических знаний. Вместе с тем для самой П. важно правильное понимание таких явлений, как параллелизм в изменчивости (см. Гомологических рядов закон ) ,парафилия, внутривидовой полиморфизм и т.д., имеющих то или иное значение в формировании представлений о происхождении и родословной биологических таксонов. П. и неонтологию тесно объединяют общие и важнейшие в биологии проблемы видообразования, факторов и темпов эволюции, её направлений. Однако можно с уверенностью сказать, что П. получила от неонтологии значительно больше, чем неонтология от неё пока взяла и могла бы взять. П. обладает совершенно неисчерпаемым фондом фактических документов действия эволюционного процесса (только ископаемых беспозвоночных известно не менее 100 тыс. видов), и неонтология (даже сравнительная анатомия и систематика) ещё далека от освоения этого фонда. Неонтологией явно недостаточно оценена фактическая длительность эволюционного процесса, а она теперь прослеживается документально почти с границы химической и биологической эволюции на протяжении 3,5 млрд. лет; история прокариотов, эукариотов и становления многоклеточных организмов. (Metaphyta и Metazoa) фиксируется в П. уже датами изотопной геохронологии. Наконец, сама система и родословные отношения органического мира не могут оставаться без существенной перестройки в свете палеонтологической истории организмов дофанерозоя и фанерозоя. Многие проблемы неонтологии не возникли бы без П. (темпы и направления эволюции, происхождение высших таксонов органического мира).

  Значение П. в системе наук о Земле не менее велико. Геология стала подлинно исторической наукой о Земле только с возникновением стратиграфии на рубеже 18 и 19 вв., когда был найден способ определения относительной хронологии геологических образований по ископаемым остаткам организмов ( руководящие ископаемые ) и возникла объективная возможность геологического картирования не типов горных пород по их петрографическим признакам, а возрастных подразделений слоистой оболочки земной коры. Стратиграфическая корреляция, по данным П. и вспомогательным данным изотопной хронометрии и др. физических методов сопоставления древних отложений, лежит в основе успехов геологии. Коренное значение для внедрения П. в стратиграфическую геологию имело эволюционное учение, опиравшееся на теорию естественного отбора, концепцию необратимости эволюционного процесса; сама геология такой теории не имела. Французский палеонтолог и геолог А. Оппель, изучавший юрские отложения Центральной Европы, впервые предложил зональный палеонтологический метод сопоставления отложений, и, хотя зональная стратиграфия не получила быстрого распространения на всю стратиграфическую шкалу, эта идея П. стала ведущей во всём дальнейшем совершенствовании общей стратиграфической шкалы и в региональной стратиграфической корреляции. Отсюда берёт своё начало научная биостратиграфия , хотя сам термин был предложен бельгийским палеонтологом Долло лишь в 1909. П. внесла в геологию свой метод отсчёта времени (биохронология), и современная так называемая хроностратиграфическая шкала, строго говоря, является шкалой биостратиграфической. Палеонтологический метод оказался наиболее универсальным как для обоснования самих стратиграфических подразделений и выявления коррелятивных особенностей их биологической характеристики (периодичность или этапность развития органического мира), так и для конкретной типизации (стандартизации) биостратиграфических границ, что стало важнейшей международной задачей стратиграфии. Экологический контроль оказывает всё возрастающее влияние на палеонтологический метод в региональной стратиграфии, а биогеографический - на межрегиональную и планетарную корреляцию отложений. При этом выявляется теснейшая связь П. с учением об осадочных фациях (само определение последних невозможно без данных П.), с литологией и седиментологией вообще, геохимией и биогеохимией осадочных пород. Данные П. играют важнейшую роль во всех палеогеографических реконструкциях, в том числе и палеоклиматологических (выявление сезонности и климатической зональности по данным скелетных структур животных, палеодендрологии, географии древних организмов и т.п.). Литолого-фациальные карты, наряду с их огромным значением в исторической геологии, становятся всё более важными и для прогноза поисково-разведочных работ на уголь, нефть, газ, бокситы, соли, фосфориты и др. полезные ископаемые. При этом остаётся важной породообразующая роль самих древних организмов (многие типы карбонатных и кремнистых пород, залежи различных каустобиолитов,проявление фосфатности и различной минерализации, связанной либо прямо с первичным физиологическим химизмом древних организмов, либо с последующими адсорбционными процессами в органогенных скоплениях). Органический мир древних эпох и его непосредственное участие в ведущих процессах биосферы создали главный энергетический потенциал Земли. Связь П. с геологией нерасторжима не только потому, что последняя является главным поставщиком палеонтологического материала и фактической информации об условиях среды обитания в различные периоды (а без этого невозможно развитие П., так же как и неонтологии), но и потому, что геология пока остаётся и главным потребителем результатов палеонтологических исследований, ставя перед ними всё более новые и сложные задачи, требующие освоения современной биологии и геологической теории.

  Научные учреждения и общества.Имеется большое количество палеонтологических обществ: Палеонтографическое общество в Великобритании (создано в 1847; с 1957 Палеонтологическая ассоциация), Швейцарское палеонтологическое общество (1874), секция П. в Венском зоолого-ботаническом обществе (1907), секция П. в Геологическом обществе США (1908; с 1931 Общество прикладной П. и минералогии и отдельно Палеонтологическое общество), Палеонтологическое общество Германии (1912), Русское (ныне Всесоюзное) палеонтологическое общество (1916), Палеонтологическое общество Китая (1929) и т.д. Большую роль играет Московское общество испытателей природы (с 1940 имеется палеонтологическая секция). Такие общества имеются почти во всех развитых и в ряде развивающихся стран. С 1933 они связаны с единой Международной палеонтологической ассоциацией (МПА), деятельность которой особенно активизировалась после Генеральных ассамблей (они всегда проходят вместе с сессиями Международных геологических конгрессов) в Нью-Дели (1964), Праге (1968), Монреале (1972). МПА связана с Международными союзами геологических и биологических наук. Она имеет большое количество корпоративных членов и специализированные международные исследовательские группы (на базе соответствующих комиссий и комитетов), которые становятся главной формой международной деятельности МПА (симпозиумы, конференции и пр.), поддерживаемой национальными палеонтологическими (как в Чехословакии, Польше и др. странах) или геологическими (как в СССР) комитетами и университетами. МПА объединяет научные интересы свыше 6000 палеонтологов, из них около 40% советских. Советское отделение МПА входит в её состав на правах континентального отделения, и его президент является вице-президентом ассоциации.

  Научные исследования в области П. ведутся главным образом в учреждениях национальных геологических служб и компаний, геологических и биологических институтах академий наук, а также в горно-геологических вузах и музеях (например, палеонтологические отделы Британского музея, Американского естественноисторического музея в Нью-Йорке, Смитсоновского института Естественноисторического музея в Вашингтоне, Народного музея в Праге, Зенкенбергского музея во Франкфурте-на-Майне, Естественноисторического музея в Будапеште, Палеонтологического музея в Осло, Музея Онтарио в Торонто; в СССР - Музей им. Ф. Н. Чернышева Центрального научно-исследовательского Геологоразведочного института в Ленинграде, Палеонтологический музей Зоологического института АН УССР в Киеве и др.). Большую роль играют палеонтологические отделы и лаборатории многих университетов мира: Калифорнийского, Канзасского, Мичиганского и др. в США; Аделаидского, Канберрского, Сиднейского в Австралии; Лундского, Стокгольмского в Швеции, а также Токийского, Мадридского, Витватерсрандского в ЮАР, Ла-Плата в Аргентине и многих др.; в СССР - Московского, Ленинградского, Киевского, Томского и т.д. Имеются самостоятельные специализированные палеонтологические институты: Палеонтологический институт АН СССР, институт палеобиологии АН Грузинской ССР, Палеонтологический институт в Бонне (ФРГ), институт палеонтологии человека в Париже и институт палеонтологии Естественноисторического музея Франции, Палеоботанический институт Индии, институт палеозоологии Польской АН, Палеобиологический институт в Упсале (Швеция), институт палеонтологии позвоночных и палеоантропологии и Геолого-палеонтологический институт в КНР, палеонтологические институты в университетах Вены, Милана, Модены, в Университете им. Гумбольдта в Берлине, институты геологии и палеонтологии в ряде университетов ФРГ (Гёттингене, Тюбингене, Киле, Штутгарте, Марбурге, Мюнстере) и в др. странах.