Методы определения возраста ископаемых находок

Эволюция приматов.

Изучение эволюционного прошлого приматов невозможно без использования целого ряда методов, позволяющих установить с той или иной степенью точности возраст ископаемых скелетных остатков приматов.

Группа методов относительных датировок:

Метод геохронологии - возраст находок определяется в соответствии с последовательностью геологических событий; используется шкала геологического времени, подразделенная на эры, периоды, эпохи.

Метод гляциологии (только для четвертичного периода) – находки датируются: в северном полушарии – в соответствии с чередованием отложений ледниковых и межледниковых периодов, в южном полушарие – в соответствии с отложениями дождливых и сухих периодов.

Метод биостратиграфии – возраст определяется по руководящим палеонтологическим находкам; учитываются комплексы сопровождающей фауны.

Группа методов абсолютных датировок:

Калий-аргоновый метод (K/Ar) - по периоду полураспада радиоактивных изотопов, содержащихся в вулканических породах; пригоден для датировок от 1 млн. лет и больше.

Углеродный метод (C¹⁴) - по содержанию радиоактивного углерода в органических остатках; используется при датировании от 100 тыс. лет и менее.

Термолюминисцентный метод - по оценке уровня свечения некоторых минералов при нагревании до 100 - 400 C°, что связано с продолжительности радиоактивного их облучения в природных условиях; используется для определения возраста от 300 тыс. лет и менее.

Фторовый метод - по содержанию фтора в ископаемых костях в силу предполагаемой его зависимости от возраста отложений; пригоден для датировок от 1 млн. лет.

Особое значение для определения возраста ископаемых приматов и человека имеют методы анализа ядерной и митохондриальной ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота – макромолекула – носитель наследственной информации). В митохондриальная ДНК (мт-ДНК) сохраняются все мутации, происходившие в каждом поколении, поэтому эволюция мт-ДНК происходит быстрее, чем ядерной ДНК. Так как, скорость мутаций теоретически относительно постоянна, то по количеству произошедших мутаций можно рассчитать время появления и дальнейшей эволюции той или иной линии. В каждой клетке находится множество митохондрий, поэтому технически возможно выделять и анализировать мт-ДНК. В настоящее время метод «молекулярных часов» все более активно используется для уточнения возраста наиболее спорных палеонтологических находок.

Основные этапы эволюции приматов. Происхождение первых примитивных приматов (протоприматов) обычно связывают с древнейшими насекомоядными млекопитающими и относят к концу верхнего мелового периода мезозойской эры (табл. 3). Наиболее вероятными предками настоящих приматов могли быть мелкие тупайеподобные формы, обитающие в тропических лесах. Направленность основных эволюционных изменений в биологической организации протоприматов, очевидно, была связана с дальнейшей адаптацией к древесному образу жизни. Прогрессивное развитие мозга, зрения, осязательного анализатора, усиление хватательной функции конечностей (кисти и стопы), сопровождалось изменениями в строении черепа, появлением новых типов локомоции, усложнением тактильного рельефа кисти и стопы, заменой когтей ногтями, переходом к другим типам питания (насекомоядности-растительноядности, чистой растительноядности, фруктоядности и т.д.) (Хрисанфова, 1999).

Протоприматы. Одними из первых протоприматов могут считаться представители ископаемого рода пургаториус (геологические слои Пургатори, штат Монтана, США), возраст которых определяется верхним мелом - палеоценом (75-65 млн. лет). Довольно миниатюрные пургаториусы по строению зубной системы представляют собой промежуточный вариант между насекомоядными и растительноядными формами, с усиливающейся специализацией к растительноядности. В олигоценовых (38 – 35 млн. лет) отложениях пустыни Гоби (Монголия) обнаружены древние тупайи анагале, у которых отмечена характерная специализация конечностей: на нижних конечностях появились ногти, на верхних сохранились когти.

В дальнейшей эволюции выделяется несколько основных периодов расцвета приматов, связанных с появлением новых видов и их распространением – адаптивной радиацией.

Первичная адаптивная радиация приматов произошла в раннем палеоцене и дала подобные пургаториусу преимущественно растительноядные, а также насекомоядные и нектароядные формы – плезиадаписовых (20 родов, 60 видов). Плезиадапиды (табл. 3) были наземными животными и по морфологии зубного аппарата близки к лемурам. Они обитали на территории Европы и Северной Америки (по палеонтологическим находкам) и могут считаться переходной формой к собственно приматам.

Вторая крупная радиация датируетсяначалом эоценаи связана с появлением и расцветом примитивных полуобезьян – адапидов (предков лемуров) и омомидов (предков долгопятов) в Европе и Северной Америке. Считается, что они могли появиться в этих регионах из Азии или Африки, где известны находки среднего палеоцена (65 млн. лет) и раннего эоцена (52 млн. лет). Адапиды и омомиды достаточно хорошо описаны по ископаемым костям черепов, нижних конечностей, по зубам и др. костным остаткам. Они обладали многими чертами, характерными для современных лемуров и долгопятов (типы локомоции, зубные системы, строение мозга и др.).

Третья основная радиация, происходившая на рубеже эоцена и олигоцена, привела к появлению древнейших высших приматов – широконосых и узконосых (в т.ч. предков человека), развившихся, вероятно из лимурообразных или долгопятообразных предков (адапоидная и тарзиоидная гипотезы). Древнейшими антропоидами принято считать ископаемых приматов родов амфипитек и пондаунгия (Пондаун, Мьянма, запад Индокитая). В это же время наблюдается расцвет грызунов (конкуренты приматов) и хищных млекопитающих. Существует несколько гипотез появления древнейших обезьян в Южной Америке в эоцене:

• «западный путь» - примитивные обезьяны попали в Юж. Америку из Африки через Южную Атлантику по существовавшей цепи островов от Южной Африки к Фолклендскому плато или по цепи вулканических островов Срединного Атлантического хребта;

• «восточный путь» - заселение Южной Америки приматами происходило из Азии через Берингию и Сев. Америку, далее Антильские о-ва и т.д.
• «автохтонное развитие» американских обезьян из североамериканских древних просимий.

Ни одна из гипотез не исключает единого (монофилитического) происхождения обезьян Нового и Старого Света. В конце эоцена прерывается связь между Северной Америкой и Европой, обмен фаунами прекращается.

Древнейшие обезьяны Южной Америки (предки цепкохвостых) – браниселла, долихоцебус, тремацебус сходны с современными игрунками и цебусовыми.

Древнейшие узконосые обезьяны Северной Африки – лесные обезьяны Файюма (Египет) древностью от 40-35 до 25 млн. лет. Известны находки древесных приматов – апидиумы, проплиопитеки, парапитеки, египтопитеки.

Четвертая радиация. Не позднее 23-20 млн. лет назад произошло разделение узконосых обезьян на низших и высших и, видимо, было обусловлено экологической дивергенцией. Миоцен – период развития высших обезьян. Древнейшие предки мартышкообразных (род викториапитек) обнаружены в Восточной Африке и датируются 20 млн. лет. Африканские дриопитеки - проконсулы рассматривается как исходная форма для начальной радиации человекообразных (гоминоидов) Восточной Африки. В Европе «классические дриопитеки» представлены поздними формами: уранопитек (Греция), рудопитек (Венгрия), удабнопитек (Грузия). Предполагается несколько волн миграции фаун из Африки в Азию и Европу. Сивапитеки и рамапитеки (азиатские находки на территории Индии, но, возможно, выходцы из Восточной Африки) древностью от 18-16 до 8-6 млн. лет – предполагаемые предки гоминоидов Азии.

Начальные этапы эволюции гоминоидов происходили на фоне продолжающихся глобальных климато-географических изменений. В миоцене континенты уже заняли современное положение, между Европой, Африкой и западной частью Азии появилась цепь соленых водоемов (Средиземное, Черное, Каспийское моря). Похолодание в северном полушарии существенно повлияло на изменение ландшафтов Африки. Тропические леса Восточной Африке отступали к югу, распространялись листопадные, вечнозеленые и засухоустойчивые деревья, увеличивались площади саванн. Образование Восточно- африканского рифта нарушило однородный тропический лесной ландшафт. Островки леса перемежались редколесьями и саваннами. Доступность и обилие пищевых ресурсов уменьшились, что существенно повлияло на изменение пищевого рациона предков низших обезьян и понгид. Многие виды древних приматов стали в большей степени питаться листьями и меньше плодами и обитали, вероятно, в сохранившихся лесных биотопах. Другие обезьяны, в том числе, и предки гоминид начали систематически осваивать саванну. Одной из форм адаптации к такому образу жизни могла стать двуногость - бипедия.

Дата добавления: 2014-11-16