Диатомовый анализ как один из наиболее эффективных методов микропалеонтологии

Размещено на http://www.allbest.ru/

ДИАТОМОВЫЙ АНАЛИЗ КАК ОДИН ИЗ НАИБОЛЕЕ ЭФФЕКТИВНЫХ МЕТОДОВ МИКРОПАЛЕОНТОЛОГИИ

Султанова А.А.

Аннотация

Диатомовый анализ является одним из ведущих микропалеонтологических методов, который позволяет получить наиболее ценные стратиграфические данные об исследуемых отложениях, а также данные об условиях окружающей среды в период их жизнедеятельности. В данной статье будет рассмотрена роль диатомовых водорослей в изучении отложений геологического прошлого.

Ключевые слова: диатомовые водоросли, микропалеонтология, стратиграфия, биогеография, палинологическая экспертиза, геоморфология, климатология, гидрология.

Annotation

Sultanova A.A. DIATOM ANALYSIS AS ONE OF MOST EFFECTIVE METHODS OF MICROPALEONTOLOGY

Diatom analysis is one of the leading micropaleontological methods, which allows one to obtain the most valuable stratigraphic data on the studied deposits, as well as data on environmental conditions during the period of their life. This article will examine the role of diatoms in the study of sediments of the geological past.

Keywords: diatoms, micropaleontology, stratigraphy, biogeography, palynological examination, geomorphology, climatology, hydrology.

Введение

История происхождения всего живого на нашей планете является одним из самых волнующих вопросов. Именно поэтому издревле человек, находя различные ископаемые прошлых эпох, старался объяснить их происхождение. В современном же мире интерес к данному вопросу достиг наивысшей точки. В настоящее время существует множество различных способов изучения прошлого, но лидирующие позиции занимает метод исследования остатков удивительных и уникальных по анатомическому и физиологическому строению микроскопических древних водорослей - диатомей. Их широкое распространение позволяет находить следы этих организмов почти в любой точке нашей планеты, из-за чего использование данного метода возможно повсеместно. А ввиду обширного спектра свойств диатомовых такой анализ позволяет решать не только стратиграфические, но и биогеографические задачи, включая получение данных об экологической обстановке прошлого на исследуемой территории.

История и методы палеонтологии

Интерес к познанию прошлого возникал у человека во все времена. Так, ученые античности были увлечены изучением различных окаменелостей, но в то время получение достоверных знаний о их происхождении, составе и возрасте представлялось невозможным в силу недостатка знаний и отсутствия каких-либо инструментов и методов для исследования найденных ископаемых остатков. Поэтому значительного развития палеонтология тогда не получила, но именно учеными того времени были сформулированы первые принципы и основные положения таких наук как геоморфология и климатология.

Однако, по мере развития общества и накопления различных научных знаний, люди находили всё больше способов для изучения геологического прошлого планеты, на которой проживают. Таким образом, в настоящее время помимо высокотехнологичных инструментальных методов изучения ранее существовавшей жизни, большой популярностью и высокой степенью эффективности и чувствительности пользуются традиционные биостратиграфические методы ботаники, в число которых входят такие фундаментальные, как диатомовый анализ и палинологическая экспертиза, или спорово-пыльцевой анализ.

Но если метод палинологической экспертизы нашел свое практическое применение и наибольшее распространение в таможенном деле и криминалистике, то диатомовый анализ является методом исключительно палеоботаническим и применяется для изучения и определения возраста и происхождения преимущественно третичных и четвертичных отложений мезозоя и кайнозоя. геологический диатомовый отложение прошлое

Общая информация и применение диатомовых водорослей (Diatomophyceae)

Исходя из названия, применение данного метода невозможно без присутствия в тех или иных отложениях диатомовых водорослей, которые являются главным объектом изучения при определении возраста найденных геологических осадков. Обнаружение этих по настоящему уникальных организмов относят к XVIII веку, когда нидерландский продавец галантереи и великий натуралист-изобретатель Антони ван Левенгук в 1703 году усовершенствовал свой микроскоп до увеличения в 300 раз.

В последующие годы эти одноклеточные водоросли будут также использоваться в роли индикатора качества увеличительной способности микроскопа за счет почти прозрачных клеточных стенок диатомей, которые имеют толщину от 1 до 3 мкм. Особенность их клеточных стенок заключается в том, что состоят они в основном из кремнезема и представляют собой своеобразный панцирь, имеющий две створки и многочисленные перфорации - поры и ареолы, необходимые для связи и обмена с окружающей средой, а также для получения жизненно необходимых питательных веществ и химических соединений для осуществления фотосинтеза.

Диатомовые водоросли имеют широкое географическое распространение и представлены двумя принципиально отличающимися в морфологическом и пространственном отношении группами: актиноморфными (Eupodiscales) и зигоморфными (Bacillariales) диатомовыми водорослями (рис. 1) [1]. Основные отличительные черты этих групп состоят в строении панциря. Актиноморфные, или центрические диатомовые водоросли имеют радиальную симметрию панциря, а также не способны совершать какие-либо движения в силу отсутствия специальной центральной щели, которая по-другому называется швом. Для данной группы наиболее характерно существование в составе морского бентоса. В случае же с зигоморфными, или пеннатными диатомеями, необходимо отметить двустороннюю симметрию панциря и наличие эволюционно более продвинутого приспособления - шва, через который проходит вода, вызывающая колебание стенок водоросли, чем и приводит их в движение.

Преимущественно пеннатные водоросли входят в состав пресноводного планктона.

Рисунок 1 Пеннатные водоросли (слева) и центрические диатомовые водоросли (справа)

Тем не менее, в силу особенностей морфологии, наибольшая концентрация этих водорослей отмечается в районах морских течений, где присутствуют в необходимом количестве важнейшие химические элементы, такие как кремний и фосфор, необходимые для развития защитного кремниевого панциря и роста популяции в целом. Чувствительность к условиям окружающей среды и ее экологическому состоянию позволяет использовать эту группу водорослей также при оценке загрязненности водных экосистем.

Применение диатомовых водорослей широко охватывает и все сферы промышленности: от пищевой до строительной и нефтяной отраслей. Из пектиновых оболочек диатомовых изготавливаются различные желирующие агенты, а те самые панцири после отмирания водоросли участвуют в сложении осадочных пород - диатомитов.

Диатомовый анализ как метод микропалеонтологии

Именно благодаря способности диатомовых водорослей к участию в образовании осадочных пород, представляется возможность проведения анализа с целью получения различных данных о геологическом прошлом того или иного ландшафта. Не менее важно отметить, что между древними ископаемыми диатомовыми и современными существуют большие генетические разрывы [2].

Одним из основных и первостепенных этапов такого анализа является отбор проб, поскольку именно от правильности выполнения действий на данной стадии зависит дальнейший ход исследования и достоверность результатов.

Важнейшими условиями при отборе проб диатомовых отложений являются:

1. Тщательная зачистка с целью получения образца абсолютной чистоты во избежание спорных ситуаций, вызванных заносом в пробу диатомей современного типа и принадлежащих к другим горизонтам [3],

2. Отбор полных вертикальных серий образца с целью получения комплексных результатов по наибольшему ряду параметров.

Полученные образцы необходимо в обязательном порядке промаркировать с указанием места и времени отбора, глубины залегания, состояния окружающей среды, при этом такая этикетка сопровождается подписью ответственного за отбор.

Далее производится техническая обработка образцов. Необходимость проведения данного этапа обусловлена тем, что из исследуемых образцов требуется выделить и извлечь окаменевшие панцири диатомовых водорослей и очистить их от различных примесей. Такая обработка состоит из нескольких этапов:

1) Отбор навески и кипячение в пергидроли,

2) Очищение от песка,

3) Центрифугирование,

4) Заливка тяжелой жидкостью, как правило кадмиевой, и повторное центрифугирование,

5) Очищение осадка от кадмиевой жидкости путем промывания дистиллированной водой.

Из полученной фракции готовят предварительный, а затем постоянный препарат, в котором с помощью микроскопа производится таксономическое определение и подсчет выделенных диатомей.

Таким образом, с помощью данного анализа возможно получить данные о видовом составе, возрасте породы, климатических и гидрологических условиях той эпохи на участке отбора исследуемых образцов. Особенно эффективен данный метод в условиях отсутствия органических остатков в исследуемом горизонте. Также преимущество метода диатомового анализа заключается в абсолютной распространенности диатомовых, что позволяет проводить исследования в областях различного генезиса, где представляется возможным выделить данные водоросли.

Список литературы

1. Мухин, В. А. Биологическое разнообразие: водоросли и грибы. / В. А. Мухин, А. С. Третьякова. Ростов-на-Дону: Феникс, 2013. 269 с. ISBN 9785-222-20177-0;

2. Жузе, А. П. Диатомовый анализ / А. П. Жузе, А. И. Прошкина-Лавренко, В. С. Шешукова. Москва-Ленинград: Государственное издательство геологической литературы, 1949. 239 с;

3. Микропалеонтология / Т. Н. Горбачик, И. В. Долицкая, Л. Ф. Копаевич, Л. Г. Пирумова. Москва: Издательство Московского университета, 1996. 112 с. ISBN 5-211-03449-х

Размещено на Allbest.ru