Соревнования молодых исследователей «Шаг в будущее» секция «Биологические науки» - rita.netnado.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Соревнования молодых исследователей «Шаг в будущее» секция «Биологические науки» - страница №1/1

МОУ Сосновская средняя (полная) общеобразовательная школа

МО «Тереньгульский район»

Ульяновской области

ГОУ ДОД областной детский экологический центр



Соревнования молодых исследователей «Шаг в будущее»

секция «Биологические науки»

Некоторые аспекты морфометрии и морфологии ископаемых двустворчатых моллюсков Городищенского разреза (на примере рода Buchia)

Выполнила

учащаяся 6 класса

Фролова Дарья

Руководитель:

Фролова Надежда Александровна

учитель биологии

2010 г.


Содержание

Введение

1.Основная часть с.1-9

1.1 История изучения вопроса с.1

1.2 Географическое положение, стратиграфия и литологическое описание места исследования с.1-3

1.3 Методика и материалы с.4-7

1.4 Систематическое описание с.7-8

1.5 Биологические и экологические особенности бухиид с. 8-9

Заключение с.9

Литература с.10

Приложение

Введение

Ауцеллы (Бухии) – одни из видов окаменелостей, наиболее распространенных в верхней юре. Они успешно используются для определения возраста морских юрских отложений. Но как высказался ученый – палеонтолог Соколов Д.Н. (1927): «Изменчивость ауцелл отмечалась всегда всеми исследователями, и она составляет главную причину трудности в их определении. Осложняется тем, что форма раковины косая и раковина снабжена одной парой смыкающих мускулов и одним ушком. Сверх того она лишена украшений, постоянных у каждого вида в отдельности».

Цели и задачи:

Основная цель настоящей работы охарактеризовать морфометрические и морфологические показатели ископаемых двустворчатых моллюсков Городищенского разреза. Для её решения были поставлены следующие задачи:

– собрать и проанализировать все доступные данные по местонахождению ауцелл (географическое положение, стратиграфия и литологические особенности);

– провести биометрические исследования моллюсков;

– дать характеристику экологических и биологических особенностей ископаемых моллюсков;

- по возможности определить видовой состав моллюсков.

Материалы и методы

– промерены и описаны оригиналы ауцелл (бухий), собранных в полевой экспедиции лета 2010г. по традиционной методике с использованием измерительных (штангенциркуля и транспортира) и увеличительных приборов (лупа). Ископаемые моллюски были собраны в июне – июле 2010 года на территории Ундоровского палеонтологического заказника. Было высказано предположение о систематическом положении найденных окаменелостей (предположительно ауцелла волгенсис).

Работа состоит из введения, основной части, списка литературы, включающей 12 работ. Работа проиллюстрирована 1 рисунком и 3 фотографиями.

История изучения вопроса

История изучения бухий (ауцелл) связана с геологическим изучением юрских и меловых отложений центра и севера России, где эти моллюски чрезвычайно обильны.

Первые описания моллюсков были проведены в середине XIX века (Fischer 1837; Buch 1844; d' Orbigny 1845). К Ф. Рулье впервые выделил род Buchia (1845). Наиболее точное описание рода дал граф А.Кейзерлинг (1846). В конце XIX века бухии были обнаружены на огромной территории России и за её пределами, по всему северному полушарию.

И.И. Лагузен исследовал одним из первых бухий (ауцелл) Городищенского разреза (1888). Последователем Лагузена был видный геолог Павлов А.П. (1907). Он описал и определил более 40 новых видов, и написал труд «Группировки ауцелл и ауцеллин русского мела».

Но бухии невероятно изменчивы. Дальнейшее изучение моллюсков привело к сокращению числа видов, объединению их. Бухии привлекали внимание ученых на протяжении XX века, так как они служат важным указанием при изучении особенностей юрских морей и определении возраста горных пород.

Географическое положение, стратиграфия и литологическое описание места исследования

Лектостратотип волжского яруса разрез «Городищи» расположен на правом берегу р. Волга в 25 км севернее города Ульяновска и в 1 км южнее д. Городищи (540 341 с. ш., 480 02 1 в. д.). В обнажении вскрыты слои верхнего кимериджа (J2) всех трёх подъярусов волжского яруса (J3), местами верхнего берриаса, нижнего валанжина и готерива (К2).

Разрез изучался многими исследователями: А.П. Павловым (1884, 1886, 1887), А. Н. Розановым (1919, 1925) , Н. Г. Зоновым(1937), Н.П. Михайловой (1964, 1966), Л.Г. Дайн и К. И. Кузнецовой (1976) и впоследствии дополнялся многочисленными наблюдениями: Блом и др. (1984), Митта В.В. (1993, 2010), Рогов М.А. (2004).[1]

В так называемой городищенской глине выражены все зоны верхней юры. Кимериджский ярус завершается глинами с пиритовыми конкрециями и пиритизированными ядрами аммонитов. Нижневолжский ярус налегает

на размытую поверхность кимериджа. Общая мощность 10,6 метров. Состоит толща из трех неравных зон. Первая состоит из тёмных глин и песчаников с фосфоритовыми, железистыми и мергелистыми сростками. В середине – фосфоритовый конгломерат, образованный желваками фосфоритов, фосфоритизированных ядер аммонитов и многочисленных двустворок. Над конгломератом лежит слой глауконита. По Герасимову П.А. и Михайловой Н.П. нижний подъярус J3v1 содержит многочисленные Aucella rugosa (Fisch.) Средний подъярус J3v2 содержит Aucella rugosa, Aucella mosquensis, Aucella russiensis.

Отложения верхневолжского яруса подверглись ещё большему размыву. Общая мощность 1,5 м. Слои образованы конгломератом-ракушечником, фосфоритом, ядрами аммонитов и ауцелл (фото №2). В верхнем подъярусе J3v3 были обнаружены ауцеллы следующих видов: Aucella lahuseni, Aucella fischeriana, Aucella krotovi, Aucella andersoni, Aucella russiensis, Aucella terebratuloides. В гальках буровато – серого песчаника, на границе юрских и меловых отложений встречаются Aucella volgensis. [4]

Разрез осложнен многочисленными оползнями и осыпями. Ввиду сложности работ, сбор материала производился у подножия разреза, на бичевнике Волги (фото №1). Маршрут пролегал от стоянки лагеря вверх и вниз по течению реки на 1-1.5 км. Многие раковины были окатанными и имели закругленные формы.

Большую помощь при сборе и систематизации выборки оказал научный руководитель экспедиции Кривошеев В.А.






Методика и материалы

Материал: 82 экземпляра раковин, левых и правых створок (отпечатков и ядер). Среди них 10 целых раковин, почти все экземпляры хорошей и удовлетворительной сохранности. Левых створок - 48 экземпляров, правых створок – 24 экз. (Сборы автора). Сохранность материала различная. Много экземпляров плохой сохранности. В количественном отношении ядра и отпечатки преобладают над раковинами.

Автором были произведены измерения моллюсков. По размерам раковины хорошо обособляются следующие формы: мелкие (0-15 мм), средние (15-30 мм) и умеренно-крупные (30-40 мм). Это связано, прежде всего, с возрастными особенностями моллюсков и с видовыми характеристиками. У более поздних видов происходило увеличение размеров раковин.

Расчет процентной доли раковин в каждом в размерном классе (по длине)

Таблица № 1



п/п


Интервал в мм

Количество в классе

Размерная доля (%)

1

0 – 15

3

3,65%

2

15.1 – 20.0

13

15,8%

3

20.1 – 25.0

33

40,2%

4

25.1 – 30.0

18

21,9%

5

30.1 – 35.0

14

17%

6

35.1 – 40.0

1

1,2%

Методика промеров

В литературе по бухиям известно несколько способов измерения раковин (ядер). Первый способ, предложенный Кейзерлингом А.(1846) и Лагузеном И.И.(1888): измеряются четыре параметра – длина наибольшая, ширина (перпендикулярна длине), толщина (сумма выпуклостей двух створок) и апикальный угол (угол при макушке).

По Павлову А. П. (1907) измеряются десять параметров. Этот способ неудобен тем, что требует в выборке только высококачественный материал.

Захаров В. А. в своей монографии предлагает измерение по семи параметрам.

Прохоров В.Г. предлагает свои параметры промеров. Раковины измеряются по трем стандартным величинам: длине, высоте и выпуклости.

Длина (L)– это расстояние по продольной оси раковины между наиболее удалёнными точками переднего и заднего края.

Высота (Н) – это расстояние по перпендикуляру к продольной оси раковины между макушкой и наиболее удалённой точкой брюшного края.

Выпуклость (Bм)– это расстояние между плоскостью смыкания створок и наиболее удалённой точкой на поверхности соответствующей створки.

Величины высоты и выпуклости измеряются на уровне макушки, с той целью, что её расположений является, в определённой степени, видовым признаком. Таким образом, измерения, полученные с учетом положения макушки, вносят морфологическую индивидуальность в дальнейшие расчеты индексов.

Определяются отношения (индексы):

-высоты раковины к длине (H/ L) – характеризует вытянутость раковины;

- выпуклости к длине (Bм/ L) – характеризует саггитальную кривизну раковины;

- выпуклости к высоте (Bм/H)- характеризует фронтальную кривизну [10,11]

В данной работе, ввиду неполной сохранности материала, применялась методика Прохорова В.Г. (фото №3)

Учитывая малое количество целых моллюсков в выборке, целесообразно представить полученные результаты измерений и расчетов индексов по каждому экземпляру (см. табл.№2)

Морфометрическая характеристика раковин двустворчатых моллюсков рода Buchia (для целых раковин)

Таблица №2



№ экз.

Длина (L), мм

Выпуклость Вм, мм

Высота

(Н), мм


H/L

Bм/ L

(Bм/H)

Апикальный угол (А0)

10

32,9

4

8

0,091

0,121

0,5

87

35

32,3

9,9

11,1

0,306

0,306

0,91

65

37

22,6

5,1

8

0,225

0,225

0,637

56

38

24

8,9

11,1

0,370

0,370

0,801

55

39

22

7,1

7,9

0,322

0,322

0,898

64

41

26,1

7,9

9,5

0,302

0,302

0,831

50

42

33,6

9,1

11

0,270

0,270

0,827

59

43

24

7,1

7,9

0,295

0,295

0,898

40

52

29,6

9

12,9

0,304

0,304

0,697

65

54

16,9

5

6

0,235

0,295

0,833

78

Для неполных раковин (створок и отпечатков) применялась методика промеров И.И. Лагузена. Измерялись длина, ширина и высота раковин, вычислялись индексы: отношение ширины к длине (показывает степень кривизны раковины) и отношение высоты к длине (показывает степень вытянутости раковины). Были получены следующие результаты:

- Степень вытянутости моллюсков а) для маленьких моллюсков (L до 15 мм) значения H/L от 0,067 до 0.090 (в среднем 0.076); б) для средних (L от 15 до 30 мм) H/L от 0.014 до 0.563 (в среднем 0.24); для умеренно-крупных (L от 30 до 40 мм) H/L от 0.253 до 0.487 (в среднем 0.258). Степень вытянутости моллюсков мало зависит от размеров моллюсков.

-Степень кривизны а) наименьшая -0.353; наибольшая -1.127, в) средняя – 0.678. Чем меньше величина индекса, тем более удлиненная раковина и наоборот – чем больше величина индекса, тем более округлая раковина.

На основании полученных результатов можно предположить, что в выборке представлены моллюски нескольких видов. Полученные величины индексов раковин незначительно отличаются от таковых для этих видов при сравнении из других работ. Предположительно, это моллюски видов Buchia mosquensis, Buchia rugosa. Представители других видов попадаются в единичных количествах (Buchia terebratuloides, Buchia russiensis,Buchia fischeriana). Предположение о том, что большинство собранных ископаемых относятся к Buchia volgensis, не подтвердилось.



Систематическое описание

Тип Моллюски (Mollusca)

Класс Двустворчатые моллюски (Bivalvia)

Отряд Беззубые (Dysodonta)

Семейство Бухииды (Buchiidae cox, 1953) =Ауцеллиды (Aucellida Fischer)

Род Бухия (Buchia) = Ауцелла (Aucella)

Виды Бухия теребратулоидес (Buchia terebratuloides Lahusen, 1888)

Бухия москвенсис(Buchia mosquensis Buch, 1844)

Бухия ругоза (Buchia rugosa Fischer)

Бухия русиенсис (Buchia russiensis Pavl.)

Бухия фишериана (Buchia fischeriana d 'Orb.)

Бухия волгенсис (Buchia volgensis Lahusen, 1888)



Морфология семейства бухиид

У ауцелл (бухий) раковина неравностворчатая, причем она сильно вытянута в высоту, косая и сохраняет лишь небольшое переднее ушко. Левая большая створка сильно вздута и имеет довольно большую изогнутую макушку, правая меньшая – плоская. Скульптура состоит из концентрических струек и ребёр. Смычной край короткий, беззубый. Замок без зубов. [9] Многие раковины сохранили перламутровый слой на отпечатках и раковинах.

Положение макушки. По Ю. А. Елецкому (1965) – макушка левой створки может быть повёрнута направо (если смотреть на створку с внешней стороны). Типичные представители этой линии («консервативная» по Елецкому) – Buchia mosquensis.Если макушка повернута налево, то это представители прогрессивной линии (Buchia terebratuloides). Имеются также промежуточные виды с почти прямой макушкой (Buchia fischeriana, B. volgensis). У ранних видов преобладали правозавернутые макушки, у более поздних видов – левозавернутые или прямые. Самые крупные и загнутые макушки встречаются лишь у меловых видов. Но этот признак не является абсолютным при определении вида. Из 82 экземпляров правозавернутые макушки имели - 59 окаменелостей, левозавернутые - 14,прямые - 9.

Описание Buchia terebratuloides Lahusen 1888

Раковины средних размеров иногда умеренно – крупные, высокие, слабо скошенные умеренно – выпуклые, слабо неравностворчатые, умеренно неравносторонние. Правые створки почти округлые, слабо скошенные; наиболее выпуклая примакушечная часть. Выпуклость полого понижена к краям. Как правило, передний край створки под макушкой обычно повернут спереди и слабо возвышается над замочным краем. Левые створки умеренно - высокие, от умеренно до сильно - выпуклых. Макушки слегка нависают над макушками правых створок. Концентрические знаки на ядрах, обычно не резкие, гребни рёбер сглажены. Отпечатки от мускулов – замыкателей – слабовыражены. [5]



Биологические и экологические особенности бухиид

Большинство бухий присоединяется к грунту биссусом, раковина принимают косую форму. Большое значение имеет биссусная железа. Биссус - клейкая масса, позволяющая моллюску прикрепиться к грунту. Нити биссуса моллюск прикрепляет к грунту ногой. Длинный спинной край поддерживается ушкообразными расширениями. Одна из створок образует небольшой вырез, так называемый биссусный синус, через который выходит наружу биссус, не препятствующий, таким образом створкам замыкаться. Обе створки моллюска соединены поперечными мускулами-замыкателями. Дыхание - жаберное. Через жабры идут потоки воды и пищевых частичек.[6]



Палеоэкологическая классификация экологической группы бухий (по Захарову В.А.)

  1. Трофические группировки – фильтраторы

  2. Экологические группы - прикрепляющиеся (биссусные)

  3. По отношению к кислороду – эвриоксибионтные

  4. Гидродинамические условия – любители слабой гидродинамики

  5. Батиметрические группировки – эврибатные

  6. Термальные группировки - эвритермные

  7. Эдафические группировки – эвритопные

Палеоэкологический анализ показал, что моллюски обитали в теплоумеренных и прохладных водах (t0+10 – 150) и были типичными морскими моллюсками. По типу питания – фильтраторы; моллюски обладали широкой экологической пластичностью. В северных (бореальных) морях к концу юрского периода ауцеллы составляют огромные скопления (банки). Бухии были колониальными организмами. Обилие ископаемых остатков отражает не только большие размеры популяций, но и высокую продуктивность сообществ.

Но на границе юры и мела климатические изменения выразились в похолодании. Нарушение равновесия морских и наземных экосистем привело к вымиранию доминирующих групп раннемеловых планктонных и бентосных организмов – бухий (похолодание было доказано по анализу пыльцы). [8]



Заключение

Основные результаты предлагаемой работы сводятся к следующему:

- на основе литературных источников охарактеризованы экологические и биологические особенности ископаемых моллюсков;

- был определен примерный видовой состав собранных моллюсков методами биометрии;

- выявлена важная роль двустворчатых моллюсков при определении возраста горных пород.

« Мы должны с осторожностью относиться к установлению видов по отличиям в измерениях раковин», утверждал палеонтолог Соколов Д.Н. (1927). Действительно, одних лишь измерений недостаточно для определения видов. Необходимо учитывать внешнее и внутреннее строение, индивидуальную изменчивость. А также необходимо стремление получить наиболее представительную выборку для определения изменчивости, возраста, иметь послойную стратиграфическую привязку ископаемых.

Но определение видов с помощью морфометрических признаков вполне приемлемо при достаточной изученности объекта. В совокупности с традиционными методами определения видов практически исключаются ошибки, и увеличивается вероятность выявления неизвестных ранее видов и разновидностей.

Литература:

1.Барабошкин Е. Ю., Благовещенский И. В. Опорные разрезы верхней юры и нижнего мела района г. Ульяновска. Путеводитель экскурсий V Всероссийского совещания «Меловая система России и ближнего зарубежья: проблемы стратиграфии и палеогеографии». Ульяновск, УлГУ, 2010, 379 с.

2.Борисяк А. А. – Заметка об ауцеллах из нижнемеловых отложений Крыма – Спб. Типо-литография К. Биркенфельда 1901. Стр 279- 283 (Известия Геол. Ком-та, Т.20, № 38) –отд. отт.

3.Борисяк А.А. Введение в изучение ископаемых пелеципод. Электронная библиотека «Научное наследие России»

4.Герасимов П.А., Михайлова Н.П. Волжский ярус и единая стратиграфическая шкала верхнего отдела юрской системы (1966) // Изв. АН СССР. Сер. Геол. №2. Стр.118-138 /http:// Jurassic.ru

5.Захаров В. А. Бухииды и биостратиграфия бореальной верхней юры и неокома. М.; Изд-во Наука, 1981, 269 с.

6.Зоология беспозвоночных под руководством В. Вестайде, Ригера. Т 1. М.; Товарищество научных изданий КМК, 2008 г.

7.Коробков И. А. Палеонтологические описания: методическое пособие – Л. Недра, Ленинград. отделение, 1997 - 200 с.

8.Красилов В.Г. Происхождение и ранняя эволюция цветковых растений. М.; Наука, 1989, 264 с.

9.Михайлова И. А., Бондаренко О. Б. Палеонтология М.; Изд – во МГУ, 1997, Т 2, 496 с.

10. Определитель пресноводных беспозвоночных России и сопредельных территорий (Под общей редакцией С.Я. Цалолихина. Т. 6 . Моллюски, полихеты.- СПб, Наука, 2004, стр. 12-18

11. Прохоров В.Г. Анализ морфометрических характеристик раковин некоторых видов пресноводных моллюсков / http://bioecolog.ru/publ/113-1-0-1367

12.Степанов Л.А. Школьный определитель ископаемых беспозвоночных мезокайнозойских отложений Ульяновской области. Методические рекомендации. Ульяновск, 1980, 34 с.

Приложение

Фото № 1 Вид на Городищенский разрез. Бичевник – место сбора ауцелл



Фото № 2 Ауцелловый конгломерат



а) б) в) г)



д) е) ж)


Фото №3 Проведение промеров

а) определение высоты раковины (отпечатка), б) определение выпуклости,



в) определение длины, г) определение высоты раковины (ядра)

д) – ж) определение апикального угла