Как палеонтологи воссоздают полную картину доисторической окружающей среды? Какие методы для этого применяются и как с их помощью учёные создают палеоэкологические реконструкции? Вадим Титов, палеонтолог, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник Южного Научного Центра РАН, руководитель кружка Юные палеонтологи и палеоантропологи Ростова-на-Дону рассказывает, по каким признакам производятся палеореконструкции, на что исследователи обращают внимание при раскопках, какие выводы можно сделать на основе совершаемых палеонтологами открытий и почему для реконструкции климатических условий, типичного растительного и животного мира, характерных для доисторических эпох конкретной местности, используется целый комплекс научных методов.
«Для того чтобы понять, что происходило в прошлом, какие были события и условия существования, имеется большое количество различных методов. Часть этих методов хорошо понятна любому человеку, а часть могут понять и применить только специалисты.
К примеру, самый старый способ реконструкции – метод актуализма: он основан на том, что все события, которые происходят сейчас, происходили и в прошлом. Например, если мы в каких-то геологических слоях находим останки китов или тюленей, значит, однозначно это когда-то было море. Или другой пример – если мы находим ассоциацию каких-либо животных: носорогов, жирафов, антилоп и т.д., то у нас однозначно возникает ассоциация, что этот комплекс животных был похож на современную саванную фауну Африки. Если в фауне присутствуют такие представители, как шерстистый мамонт, северный олень или писец, то у нас появляется повод думать, что это фауна жила в достаточно прохладных условиях.
Следующий метод – метод палинологии, то есть в геологических слоях достаточно хорошо сохраняется пыльца различных растений, водорослей и грибов, изучая которые, можно легко понять, какая растительность была в этой местности в конкретное время. Например, если имеется большое количество пыльцы травянистых растений, то это, скорее всего, была степь. Если там много пыльцы хвойных растений, то это место больше было похоже на тайгу.
Другой метод – изучение ископаемых почв, которые тоже несут огромное количество информации. То есть любая почва, которая существует на данный момент, формируется в определённых условиях температуры, влажности и растительности, и ископаемые почвы всю эту информацию хранят в себе. Что такое ископаемые почвы? Если выйти на берег какого-нибудь залива (например, Таганрогского), то в обнажениях можно увидеть тёмные и светлые слои суглинков. Тёмные слои – это древние почвы, а светлые формировались в холодные периоды ледников.
Палеопочвоведы изучают состав и характеристики ископаемых почв и могут говорить уже конкретные вещи. К примеру, в Приазовье ископаемые почвы представлены очень хорошо. Их наличие показывает, что в течение Плейстоцена активно изменялись условия существования, и почвы сохранили все данные того, что сначала это были субтропические почвы, потом почвы, сходные с прерийными, потом бурозёмы, а теперь это чернозём. Известно также, что можно восстановить температурные и влажностные периоды, что тоже даёт много информации.
Далее существует множество физико-химических методов. Уже в начале XX века была создана изотопная шкала морских отложений, основанная на соотношении 16-го и 18-го изотопов кислорода. Известно, что накопление тех или иных изотопов в атмосфере связано с повышением и понижением температуры. На основе изучения ледниковых кернов в Гренландии получена закономерность, которая показывает, как изменялся климат на планете в течение миллионов лет. Соответственно, сейчас принято привязываться к эпохам похолодания и потепления в силу событий, которые происходят и происходили в прошлом.
Следующий метод – метод стабильных изотопов кислорода, углерода и азота, которые можно получить из костей, раковин моллюсков и почв. Эти данные также могут сказать, в каких условиях жил моллюск: это была холодная или теплая вода. Если же мы берем пробы на изотопы углерода, то мы можем сказать, какой пищей питалось животное, например, травоядное: преобладала ли у него лиственная пища или же это была травянистая растительность.
Ещё один метод – изучение характера стирания эмали зубов травоядных и хищных млекопитающих. Оно основано на том, что, если животное питается пищей, богатой абразивным материалом, например, песком, то, соответственно, степень стирания у него будет гораздо сильнее, чем у тех, которые питаются более мягкой пищей. Абразив чаще всего содержится в травянистой растительности: если мы видим, что в среднем у популяции выборки этих животных зубы стёрты, то, скорее всего, они питались травой, в которой было больше песка. Тот же самый характер стирания эмали можно посмотреть под микроскопом: можно увидеть, что там имеются определённые отметки. К примеру, если на зубах имеются точечки-вмятины, значит, это животное питалось растением, богатым песком, то есть травянистой растительностью. Если же на эмали преобладают различные черточки и царапины, то это говорит о том, что в рационе преобладал веточный корм, различные фрукты и так далее…»