по специальности 1.6.2. «Палеонтология и стратиграфия» по геолого-минералогическим и биологическим наукам
Палеонтология
Общие вопросы
Палеонтология, ее предмет и объекты. Палеонтология как биологическая наука об органическом мире прошлого. Объекты палеонтологии – эуфоссилии, ихнофоссилии и хемофоссилии. Палеонтологическая летопись и ее типы. Основные методы изучения фоссилий. Статистические и компьютерные методы в палеонтологии. История развития палеонтологии. Становление палеонтологии как науки на рубеже XVIII и XIX веков (Ж.Б.Ламарк, Ж.Кювье, А.Броньяр, Г.И.Фишер фон Вальдгейм). Сравнительно-морфологический (начало XIX в. – 70-80-е гг. XIX в.) и эволюционный этапы (В.О.Ковалевский, Л.Долло). Учение Дарвина и палеонтология. Роль отечественных ученых в развитии палеонтологии (А.А.Борисяк. Ю.А.Орлов, И.А.Ефремов, Р.Ф.Геккер, А.Н.Криштофович, В.А.Вахрамеев, С.В.Мейен, Д.В.Обручев, В.Е.Руженцев и др.).
Основные разделы палеонтологии.
1.2. Систематическая палеонтология
Систематика, таксономия и номенклатура. Естественная и формальная систематика. Таксономические единицы. Десятое издание «Системы природы» К.Линнея (1758) как отправная точка зоологической номенклатуры. Кодексы зоологической и ботанической номенклатуры, их основные нормы и правила.
Главные особенности морфологии, систематики и филогении основных групп растений и животных. Мировые систематические сводки-справочники (Основы палеонтологии и др.). Деление на царства
Прокариоты. Микробы (Бактерии и др.). Строматолиты и онколиты. Грибы.
Эвкариоты.
Р а с т е н и я. Особенности номенклатуры ископаемых растений.
Низшие растения. Отделы Dinophyta (динофитовые ), Rhodophyta (красные), Chlorophyta (зеленые), Charophyta (харовые), Phaeophyta (бурые), Chrysophyta (золотистые), Bacillariophyta (диатомовые).
Высшие растения. Надотдел споровые – отделы Bryophyta (моховидные), Rhyniophyta (риниофиты), Lycopodiophyta (плауновидные), Equisetophyta (хвощевидные), Polypodiophyta (папоротники). Надотдел семенные – отделы Gymnospermae или Pinophyta (голосеменные) и Angiospermae или Magnoliophyta (покрытосеменные).
Ж и в о т н ы е. Простейшие (Protozoa). Понятие о протистах.
Тип Cаркодовые (Sarcodina) – классы Foraminifera (фораминиферы) и Radiolaria (радиолярии).
Примитивные многоклеточные. Вендобионты.
Типы Губки (Porifera) (включая строматопорат и хететид) и Археоциаты (Archaeocyathi) (археоциаты).
Настоящие многоклеточные.
Тип Книдарии (Cnidaria). Класс Scyphozoa (сцифоидные, включая конулярий). Класс Anthozoa (коралловые) – подклассы Tabulatomorpha (табулятоморфы), Hexacorallia (шестилучевые), Tetracorallia (четырехлучевые или ругозы), Octocorallia (восьмилучевые). Тип Кольчатые черви (Annelides).
Тип Членистоногие (Arthropoda). Подтип Трилобитоморфы (Trilobitomorpha). Класс Trilobita (трилобиты). Подтип Ракообразные (Crustaceamorpha) – классы Phyllopoda (листоногие), Cirripedia (усоногие),Ostracoda (остракоды), Malacostraca (высшие ракообразные). Подтип Хелицеровые (Chelicerata). Класс Merostomata (меростомовые, мечехвосты и эвриптериды). Подтип Tracheata (трахейные). Класс Insecta (насекомые).
Тип Моллюски (Mollusca) – классы Monoplacophora (моноплакофоры), Loricata (панцирные), Scaphopoda (лопатоногие), Gastropoda (брюхногие), Bivalvia (двустворчатые), Cephalopoda (головоногие). Надотряды головоногих – Nautiloidea (наутилоидеи), Orthoceratoidea (ортоцератоидеи), Endoceratoidea (эндоцератоидеи), Actinoceratoidea (актиноцератоидеи), Bactritoidea (бактритоидеи), Ammonoidea (аммоноидеи), Coleoidea (колеоидеи, включая белемниты). Классы неясного систематического положения – Tentaculita (тентакулиты) и Hyolitha (хиолиты).
Тип Брахиоподы (Brachiopoda). Классы – Inarticulata (беззамковые), Articulata (замковые). Основные отряды брахиопод.
Тип Иглокожие (Echinodermata) – классы Cystoidea (цистоидеи), Blastoidea (бластоидеи), Crinoidea (морские лилии), Asteroidea (морские звезды), Ophiuroidea (офиуры), Holothurioidea (голотурии), Echinoidea (морские ежи).
Тип Гемихродовые (Hemichordata). Класс Graptolithina (граптолиты).
Тип Хордовые (Chordata). Подтип Оболочники (Tunicata). Подтип Бесчерепные (Acrania). Подтип Позвоночные (Veretebrata). Инфратип Бесчелюстные (Agnatha) – классы Conodonta (конодонты), Thelodonta (телодонты). Инфратип Челюстноротые (Gnathostomi). Надкласс Pisces (рыбы) – классы Acanthodei (акантоды), Placodermi (пластинокожие), Chondrichthyes (хрящевые), Osteichthyes (костные). Надкласс Tetrapoda (четвероногие) – классы Amphibia (земноводные), Reptilia (пресмыкающиеся), Aves (птицы), Mammalia (млекопитающие). Деление млекопитающих на основные отряды. Эволюция гоминид.
1.3.Филогенетическая палеонтология
Палеонтология и основные закономерности эволюции. Биогенетический закон (соотношение между онтогенезом и филогенезом). Необратимость эволюции. Направления эволюционного процесса. Биологический прогресс (А.Н.Северцев, И.И.Шмальгаузен). Олигомеризация, полимеризация и компенсация. Филетический градуализм Ч. Дарвина. Синтетическая теория эволюции (Д.Г.Симпсон и др.). Прерывистое равновесие (С.Гулд) и прерывистый градуализм. Монофилия, полифилия и парафилия. Дивергенция, конвергенция, параллелизм. Примеры реконструкции эволюционных преобразований – происхождение птиц и млекопитающих. Артроподизация, маммализация и цефализация.
1.4.Палеоэкология
Палеоэкология как раздел палеонтологии, изучающий взаимоотношения древних организмов друг с другом (аутопалеоэкология) и с внешней средой (синпалеоэкология). Основополагающие работы Н.И.Андрусова, Р.Ф.Геккера и др. Тафономия и акутопалеонтология. Особенности отмирания организмов, их захоронения и сохранение остатков в осадках и породах. Зависимость распространения ископаемых организмов от фаций. Понятие биофации. Сообщества и палеоэкосистемы. Особенности морских, пресноводных и наземных сообществ. Рифовые сообщества и типы органогенных построек. Мягкотелые биоты и лагерштаттены. Золенгофенская лагуна и Юрское озеро Каратау как примеры комплексных палеоэкологических реконструкций. Палеоихнология. Морфология и особенности формирования следов жизнедеятельности морских и наземных животных. Ихнофации.
1.5.Палеобиогеография
Факторы, контролирующие географическое распространение организмов. Принципы палеобиогеографического районирования (ареало-генетический, исторический и др.). Категории палеозоохорий. Тетические и бореальные фауны. Понятие о флоре. Флорогенез и флористические царства. Палеофит, мезофит и кайнофит. Соотношение палеобиогеографических подразделений и климатических поясов.
1.6.Эволюция биоты
Уровни организации биосферы Земли. Появление жизни. Эволюция организмов в докембрии. Вендская биота, ее особенности и эволюционное значение. Таксономический взрыв раннего кембрия. Великие эволюционные морские фауны (Дж. Сепкоски). Изменения биоразнообразия в фанерозое. Массовые вымирания и биотические кризисы как имманентная черта эволюции биоты. Структура кризисов. Массовые вымирания на рубеже перми и триаса, мела и палеогена, их особенности и причины. Колонизация суши организмами. Основные этапы развития морской и наземной биоты. Эволюция биосферы. Химический и минеральный состав скелетов и их эволюция. Взаимоотношения хищник-жертва в геологической истории и их влияние на эволюцию. Коэволюция цветковых растений и насекомых.
1.7.Прикладная палеонтология
Эволюция органического мира как основа относительной геохронологии. Биостратиграфия. Значение палеонтологии для палеогеографических реконструкций, фациального анализа, геотектонических построений. Роль ископаемых организмов в породообразовании и формировании месторождений полезных ископаемых (угли, горючие сланцы, нефть, фосфориты, строительные материалы и др.). Палеонтология и поиски нефти и газа. Использование данных палеонтологии для восстановления палеоклимата. Количественный анализ комплексов ископаемых организмов с целью реконструкции отдельных параметров окружающей среды.
2. Стратиграфия
2.1. Общие вопросы
Стратиграфия, ее предмет и объекты исследования. Стратиграфия как наука о временных соотношениях геологических тел. Объекты стратиграфии – супракрустальные образования (слоистые осадочные, вулканические и метаморфические толщи). Интрузивные тела как возможные объекты стратиграфии. Положение стратиграфии среди других геологических дисциплин, ее роль как основы для реконструкции геологической истории. Краткая история развития стратиграфии (Н.Стено, У.Смит, Ж.Кювье и Ал.Броньяр, А. д’Орбиньи, А.Оппель, А.Грессли, Р. Мурчисон, Н.А.Головкинский, А.П.Карпинский, Ф.Н.Чернышев, А.П.Павлов, А.Д.Архангельский, В.В.Меннер и другие отечественные стратиграфы). Решения первых международных геологических конгрессов по стратиграфической терминологии и номенклатуре, хронограф Реневье.
Понятие о слое, разрезе, геологическом теле и стратоне. Принципы стратиграфии (суперпозиции Стено, гомотаксальности Гексли, хронологической взаимозаменямости Мейена, уникальности стратонов Степанова).
2.2. Методы расчленения и корреляции
Методы описания разрезов различного типа (обнажения, горные выработки, керн скважин).
Литолого-седиментационные методы. Литостратоны. Литологический состав, цвет, слоистость, перерывы, конкреции, горизонты конденсации и их использование в стратиграфии. Минералогический метод. Тефростратиграфия. Ритмо(цикло)стратиграфия.
Геохимические методы. Распределение малых элементов как основа для расчленения и корреляции. Изотопная стратиграфия (хемостратиграфия). Фракционирование стабильных изотопов O, C, S, Sr в биогеохимических циклах. Изменения изотопного состава морской воды и осадков в фанерозое. Изотопные ярусы Эмилиани.
Геофизические методы. Каротаж и ГИС. Сейсмические методы в стратиграфии. Сейсмостратиграфия. Сейсмоакустика. Понятие о временном разрезе. Специфика использования сейсмических методов в стратиграфии. Магнитостратиграфия. Магнитное поле Земли. Естественная остаточная намагниченность. Инверсии магнитного поля. Палеомагнитные эпохи, эпизоды, экскурсы. Магнитозоны и магнитохроны. Полосовые магнитные аномалии в океанах. Палеомагнитные шкалы.
Палеонтологические методы. Биостратиграфия как важнейший раздел стратиграфии, ее биологические основы. Понятие о «стреле времени». Критерии и методы выделения биостратиграфических подразделений. Зоны, их основные типы (биозона, тейльзона, акмезона, оппельзона, ранговая зона и др.) и критерии фиксации границ. Датированные уровни.
Комплексные методы. Климатостратиграфия. Экостратиграфия. Событийная стратиграфия. Понятие о событии. Комплексирование данных, получаемых всеми методами, для реконструкции событий и прослеживания их следов в осадочной оболочке Земли. Циклы Миланковича. Секвентная стратиграфия. Понятие о секвенциях. Кривая эвстатических колебаний уровня моря Вэйла как основа секвентного анализа.
Границы стратонов. Понятие стратиграфической границы. Критерии и методы установления границ стратонов различного типа. Стратотипы границ. Проблема ранжирования границ.
2.3. Геохронология
Прямое измерение возраста горных пород и толщ в единицах физического времени (годах). Соотношение геохронологической и хроностратиграфической шкал. Методы датирования: химические (фторовый, аминокислотный или аминостратиграфия, калиброванные кривые по стабильным изотопам), физические (прокаливания, термолюминесцентный, электронного парамагнитного резонанса, трековый) и изотопные. Радиоактивный распад и изотопная геохронология. Уран-свинцовый, рубидий-стронциевый, калий-аргоновый, аргон-аргоновый, самарий-неодимовый, радиоуглеродный и другие методы. Понятие изохроны. Точность, надежность, пределы временного диапазона и недостатки каждого метода. Сравнительная оценка разрешающей способности палеонтологических, палеомагнитных и радиоизотопных методов.
2.4. Стратиграфические шкалы
Стратиграфические шкалы и их подразделения. Общие, региональные и местные шкалы. Подразделения общей шкалы: эратема, система, отдел, ярус и зона. Стандартные зональные шкалы и биозональные стандарты. Международная хроностратиграфическая шкала, ее статус и современное состояние. Общая шкала докембрия и фанерозоя России. Подразделения региональной шкалы: горизонт (региоярус или региоподъярус), лона (зона), слои с географическим названием. Подразделения местной шкалы: комплекс, серия, свита, подсвита, пачка. Вспомогательные стратиграфические подразделения. Стратотипы, правила их выделения и описания. Стратотипы границ. Пространственное протяжение стратонов и биогеография.
Стратиграфические шкалы и геологическое картирование. Картируемые стратоны при съемке различного масштаба. Стратиграфия при поисках полезных ископаемых, решении экологических и инженерно-геологических задач.
Стратиграфические кодексы России и других стран как своды правил, используемых при выделении, обосновании и наименовании стратонов. Соотношение англоязычной и русскоязычной номенклатуры стратонов. Унифицированные стратиграфические схемы. Международные и отечественные стратиграфические органы.
кандидатского экзамена по специальности 1.6.2. «Палеонтология и стратиграфия»
1 ПАЛЕОНТОЛОГИЯ
Палеонтология и материалистическое мировоззрение. Новые аспекты в эволюционной теории Ч. Дарвина. Типологическая и политическая концепции вида, пути видообразования, экосистемы и биогеоценозы. Микро- и макроэволюция. Этапы эволюции. Биосфера, ее эволюция, ноосфера и антропогенный фактор в эволюции. Современные, в том числе новейшие методы исследования палеонтологического материала.
Новые представления об основных царствах, типах и других основных группах органического мира. Основные типы растительного и животного царств. Доклеточные и клеточные организмы. Происхождение многоклеточных.
Новые представления по систематике типов и других крупных таксонов растительного и животного царств.
2. СТРАТИГРАФИЯ
Принципы исследований в стратиграфии: актуализма, неполноты стратиграфической и палеонтологической летописи, необратимости геологической и биологической эволюции, объективной реальности и неповторимости стратиграфических подразделений, последовательности образования геологических тел, возрастной миграции граничных поверхностей супракрустальных геологических тел, фациальной дифференциации одновозрастных подразделений, биостратиграфическо-го расчленения и корреляции, палеонтологической сукцессии. Время в стратиг-рафии. Основные и новые методы стратиграфии. Палеонтологический метод и его значение. Комплексное использование различных методов. Классификация и номенклатура стратиграфических подразделений. Стратиграфические схемы, порядок выделения стратиграфических единиц. Роль стратотипов.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА
Ефремов И.А. Тафономия и геологическая летопись. М.-Л., Изд-во АН СССР, 1950 г.
Захаров В.А. Тафономия и экология морских беспозвоночных. , Новосибирск, 1984 г.
Коллектив авторов. Практическая стратиграфия. Разработка стратиграфической базы крупномасштабных геологосъемочных работ. - Ленинград, Недра, 1984 г.
Красилов В.А. Палеоэкология наземных растений. - Владивосток, Изд-во ДВНЦ АН СССР, 1972 г.
Одум Ю. Основы экологии. - М. Мир, 1975 г. Палеонтология. Стратиграфия. - М. Наука, 1980 г. Современные задачи палеонтологии и биостратиграфии в развитии минерально-сырьевой базы. - Ленинград, Наука, 1984 г. Современное значение палеонтологии для стратиграфии. - Ленинград, Наука, 1982 г.
Соколов Б.С. Органический мир на пути к фанерозойской дифференциации. - Вестник АН СССР, 1976 г., с. 123 – 140, 1976 г.
Степанов Д.Л., Месежников М.С. Общая стратиграфия. - Ленинград, Недра, 1979