فسیل ها بقایای حفظ شده گیاهان و جانورانی هستند که اجساد آن‌ها در رسوباتی مانند ماسه و گِل، زیر بستر دریاها، دریاچه‌ها و رودخانه‌های باستانی مدفون شده‌اند. همچنین هرگونه اثری از حیات که به حدود بیش از ۱۰ هزار سال پیش مربوط باشد، به عنوان فسیل مورد قبول است. در این مطلب از مجله فرادرس یاد می‌گیریم که فسیل چیست و چگونه تشکیل می‌شود. ۹ دسته مختلف فسیل‌ها را بررسی می‌کنیم و بعد به سراغ فسیل‌های زنده می‌رویم تا متوجه شویم چرا به این جانداران چنین اسمی داده‌اند.
فسیل چیست؟
فسیل‌ها بقایایی از موجودات زنده باستانی هستند که توسط فرآیندهایی طبیعی حفظ شده‌اند. به بیان ساده‌تر، فسیل ها بقایای موجودات در لایه‌های زمین (لایه‌های سنگ) هستند. این موجودات به نحوی از فعالیت باکتری‌هایی که موجودات مبتنی بر کربن را تخریب می کنند، در امان مانده‌اند.
فسیل‌ها به روش‌های مختلفی تشکیل می‌شوند، اما بیشتر آن‌ها زمانی به وجود می‌آیند که یک گیاه یا حیوان در محیط آبی بمیرد و در گل و لای مدفون شود. سپس، بافت های نرم به سرعت تجزیه می‌شوند و استخوان‌ها یا پوسته‌های سخت باقی می‌مانند. با گذشت زمان رسوب بخش‌های باقی‌مانده از موجود زنده را می‌پوشاند و سپس این رسوبات به مرور زمان به سنگ تبدیل می‌شوند. این فرآیند بسیار زمان‌بر است، به طوری که ساخت یک فسیل به حدود ده هزار سال زمان نیاز دارد.
چه چیزی فسیل است؟ فسیل‌ها گسترده وسیعی دارند به طوری که از استخوان‌ها و دندان‌های دایناسور گرفته تا رد پای باقی مانده در گل و نقش‌های گیاهی را در بر می‌گیرند. از دیگر دسته‌های فسیل‌ها می‌توان به چوب‌های سنگی، صدف‌های دریایی و موجودات زنده باقی مانده در کهربا اشاره کرد.
نام دیگر فسیل چیست؟
نام دیگر فسیل، «سنگواره» است. واژه فسیل از لغت فرانسوی (Fossile) منشا گرفته است که خود به واژه لاتین «Fossilis» برمی‌گردد.
قدیمی ترین فسیل جهان
فسیل‌های میکروبی پیدا شده در غرب استرالیا، قدیمی‌ترین فسیل‌های جهان هستند زیرا عمری در حدود ۳٫۵ میلیارد سال دارند. این قدمت با توجه به عمر قدیمی‌ترین سنگ‌ها که ۳٫۸ میلیارد سال است، شگفتی‌آور است.
فسیل چگونه تشکیل می شود؟
فسیل‌ها به طور معمول در سنگ‌های رسوبی و گاهی اوقات در برخی از «سنگ‌های دگرگونی» (Metamorphic Rocks) نامرغوب و فشرده یافت می‌شوند. گاهی اوقات فسیل‌ها طی اتفاقاتی از بین می‌روند و قالب آن‌ها در سنگ‌های اطراف باقی می‌ماند، حتی ممکن است این قالب‌ها با گذشت زمان توسط مواد دیگری پر شوند و طرحی از فسیل اولیه را تشکیل دهند، مانند یک اندام که گچ گرفته می‌شود و گچ شکل اندام موردنظر را به خود می‌گیرد.
برای تشکیل فسیل لازم است که بدن جاندار به سرعت توسط رسوباتی که در آب معلق هستند، دفن شود. به این ترتیب، بقایای بدن از فرآیند‌های زیستی و فیزیکی که قادر به تجزیه بدن هستند، در امان باقی می‌مانند. فسیل‌ها در محیط‌های آبی شانس بیشتری برای در امان ماندن از خطرات دارند، بنابراین تشکیل فسیل در این محیط‌ها راحت‌تر اتفاق می‌افتد، به خصوص در مکان‌هایی که امکان دفن سریع‌تر توسط رسوبات وجود داشته باشد.
محیط‌هایی مانند قله‌های صخره‌ای برای تشکیل فسیل مناسب نیستند، زیرا در این شرایط لاشه به سرعت می‌پوسد و رسوب زیادی برای دفن بدن وجود ندارد. با این توضیحات روش تشکیل فسیل چیست؟
برای تشکیل فسیل چهار روش وجود دارد.
- سنگ‌شدگی (Petrification)
- فشرده‌سازی (Compression)
- قالب‌گیری و جانشینی (Moulds and Casts)
- بقایای حفظ شده (Preserved Remains)
در ادامه به بررسی و توضیح این روش‌ها می‌پردازیم تا متوجه شویم روش تشکیل یک فسیل چیست.
سنگ‌شدگی
رایج‌ترین راه تشکیل فسیل سنگ‌شدگی است که در طی فرآیندی به نام «معدنی‌سازی» (Permineralization) رخ می‌دهد. پس از دفن شدن یک صدف، استخوان یا دندان در رسوبات، این بخش‌های باقی مانده از بدن جاندار ممکن است در معرض مایعات غنی از مواد معدنی قرار بگیرند که از میان سنگ‌های متخلخل حرکت می‌کنند و مواد معدنی مانند کربنات کلسیم و سیلیس که خاصیت نگه‌دارندگی دارند را در خود حل می‌کنند. در نهایت، مواد معدنی به طور کامل جایگزین مواد آلی شده و بقایای بدن به طور کامل سنگی می‌شود.
فشرده‌سازی
برخی از فسیل‌ها با فشرده شدن بقایای بدن در عمق‌های زیاد، تشکیل می‌شوند. در این شرایط اثر بدن در نتیجه فشار بالای وزن رسوبات یا عمق دریا، روی سنگ باقی می‌ماند و به صورت فسیل در می‌آید.
قالب‌گیری و جانشینی
در مواردی که صدف یا استخوان اصلی حل شده است، ممکن است فضایی به شکل ماده اصلی به نام «قالب» (Mould) باقی بماند. تحت شرایطی ممکن است در آینده این فضای باقی‌مانده توسط رسوبات پر شود و جانشینی مشابه با بقایای بدن جاندار تشکیل بدهد. به طور معمول موجودات دریایی با بدن نرم، مانند حلزون‌ها، به عنوان فسیل جانشین پیدا می‌شوند زیرا صدف آن‌ها به سادگی حل می‌شود. جانشین اثری از ماده اصلی است که در اثر تماس با قالب شکل گرفته است.
بقایای حفظ شده
این روش نادرترین نوع شکل‌گیری فسیل است، زیرا اسکلت و بخش‌های نرم بدن حفظ می‌شوند. یکی از نمونه‌های این روش حشراتی هستند که در کهربا به دام انداخته شده‌اند.
مسیر یادگیری زمین‌شناسی با فرادرس
زمین‌شناسی یکی از شاخه‌های اصلی علوم پایه است که به متخصصان زیادی از جمله زیست‌شناسان، مهندسان معدن، مهندسان نفت و غیره در مطالعاتشان کمک می‌کند. در این مطلب به سراغ یکی از بخش‌های زمین‌شناسی رفتیم و یاد گرفتیم که اهمیت مطالعه فسیل چیست و پس آشنایی با چگونگی تشکیل آن‌ها به سراغ این سوال رفتیم که انواع فسیل چیست؟با استفاده از فسیل‌ها می‌توان اطلاعات متنوعی راجع به دوره‌های زمین‌شناسی مختلف به دست آورد و سپس گام‌های بعدی را برداشت و به سراغ مسائلی مانند ژئومورفولوژی، اقلیم شناسی، زمین‌شناسی مهندسی و.. رفت.
در ادامه تعدادی از فیلم‌های آموزشی تهیه شده توسط فرادرس را که پتانسیل افزایش آگاهی و دانش شما را دارند، معرفی می‌کنیم.
در صورتی که مایل هستید تا اطلاعاتتان در زمینه زمین‌شناسی را افزایش دهید، بازدید از صفحه مجموعه فیلم آموزش زمین شناسی فرادرس را به شما پیشنهاد می‌کنیم تا با دوره‌های متنوعی که در این زمینه تهیه و منتشر شده‌اند، آشنا شوید.
مراحل تشکیل فسیل چیست؟
حالا که یاد گرفتیم روش‌های تشکیل فسیل چیست، به سراغ مراحل تشکیل فسیل می‌رویم. بیشتر فسیل‌های موجود، از جمله دایناسورها، به روش سنگ‌شدگی ایجاد شده‌اند، بنابراین مراحل تشکیل این دسته از فسیل‌ها را معرفی می‌کنیم.
- حیوان می‌میرد.
- بخش‌های نرم بدن مانند پوست و ماهیچه‌ها شروع به تجزیه می‌کنند و البته ممکن است بدن طعمه جانداران لاشخور شود.
- پیش از آن‌که بدن به طور کامل از بین رفته و ناپدید شود، توسط رسوباتی مانند شن و گل و لای دفن می‌شود. به طور معمول در این مرحله از جسم حیوان فقط استخوان و دندان‌ها باقی مانده‌اند.
- لایه‌های رسوبی متعددی روی بقای بدن تشکیل می‌شوند. در نتیجه فشار و وزن زیادی به لایه‌های زیرین وارد می‌شود و به این روش سنگ‌های رسوبی شکل می‌گیرند.
- در حین اتفاق افتادن این رخدادها، آب به داخل استخوان‌ها و دندان‌ها رسوب می‌کند و آن‌ها را با برجای گذاشتن مواد معدنی تبدیل به سنگ می‌کند.
فرآیند تشکیل فسیل در طی هزاران یا میلیون‌ها سال رخ می‌دهد. فسیل‌های چوب که در بخش انواع فسیل‌ها با آن‌ها آشنا خواهیم شد نیز با طی کردن همین مراحل تشکیل می‌شوند.
انواع فسیل‌ها
تا اینجا متوجه شدیم که فسیل چیست و روش‌های ایجاد فسیل‌های گوناگون را شناختیم. در این بخش انواع مختلف فسیل‌ها را که در جدول زیر از آن‌ها نام برده‌ایم، معرفی می‌کنیم تا با جزئیات هر کدام و کاربردشان در مطالعات زمین‌شناسی آشنا شویم.
| «فسیل شاخص» (Index Fossils) | «آثار فسیلی» (Trace Fossils) |
| «فسیل‌های انتقالی» (Transitional Fossil) | «میکروفسیلها» (Microfossils) |
| «صمغ» (Resin) | «فسیل چوب» (Fossil Wood) |
| «ساب‌فسیل» (Subfossil) | «فسیل‌های شیمیایی» (Chemical Fossils) |
| «فسیل های مشتق شده یا اصلاح شده» (Derived or Reworked Fossils) | |
فسیل شاخص
«فسیل‌های شاخص» (Index Fossil) که با عنوان «فسیل‌های راهنما» نیز شناخته می‌شوند، فسیل‌هایی هستند که برای شناسایی مقیاس زمانی زمین‌شناسی استفاده می‌شوند. از این فسیل‌ها با این فرض استفاده می‌شود که اگرچه امکان دارد که رسوبات مختلف بسته به شرایطی که در آن ته‌نشین شده‌اند متفاوت به نظر برسند، اما ممکن است شامل بقایای فسیلی مشابهی باشند. هر چه مدت زمان حضور یک گونه روی زمین کوتاه‌تر باشد، رسوبات مناطق مختلف هماهنگی دقیق‌تری دارند، بنابراین فسیل‌های گونه‌های در حال تکامل، ارزش بالایی دارند.
بهترین فسیل‌های شاخص چند ویژگی دارند که شامل موارد زیر است.
- رایج هستند.
- به سادگی در بین گونه‌ها شناسایی می‌شوند.
- پراکنش وسیعی دارند.
اگر فسیلی این ویژگی‌ها را نداشته باشد، امکان شناسایی آن در بین دو لایه رسوبی مختلف بسیار پایین است.
آثار فسیلی
به صورت عمده آثار فسیلی از ردپاها و حفره‌هایی تشکیل شده‌اند که توسط حیوانات ایجاد شده باشند، اما این دسته شامل کوپرولیت‌ها (مدفوع فسیلی) و آثار باقی‌مانده از غذاخوردن حیوان نیز می‌شود. آثار فسیلی ازجمله فسیل‌های مهمی هستند که در اختیار محققان قرار دارند، زیرا داده‌هایی که توسط آن‌ها منتقل می‌شود محدود به حیواناتی نیست که اندام‌های سختشان فسیل شده است، بلکه با مطالعه این دسته از فسیل‌ها می‌توان دیدی نسبت به رفتار حیوان به دست آورد.
بسیاری از این فسیل‌ها به طور قابل توجهی زودتر از اجزای بدن حیواناتی که به آن‌ها مربوط هستند، فسیل شده‌اند. تخمین دقیق راجع به جانوران سازنده آثار فسیلی به طور کلی کاری غیرممکن است اما از این سنگواره‌ها می‌توان به عنوان اولین شاهدین فیزیکی برای ردیابی ظهور حیوانات نسبتا پیچیده استفاده کرد.
«مدفوع‌های فسیل شده» یا «کوپرولیت‌ها» (Coprolites) به عنوان فسیل‌های شاخص شناخته می‌شوند، زیرا به جای ریخت‌شناسی یا مورفولوژی، شواهدی در مورد رفتار حیوان ارائه می‌دهند که برای این مثال، رفتار حیوان مربوط به رژیم غذایی است. این فسیل‌ها اولین بار در سال ۱۸۲۹ توسط «ویلیام باکلند» توصیف شدند. تا پیش از این تاریخ، این دسته از فسیل‌ها به عنوان «فسیل میوه کاج» و «سنگ‌های پادزهر» شناخته می‌شدند. این فسیل‌ها به ما در درک شکار و نحوه تغذیه موجودات منقرض شده کمک بسیار زیادی می‌کنند و به همین دلیل فسیل‌هایی مهم هستند. اندازه کوپرولیت‌ها میتواند از چند میلی‌متر تا بیش از ۶۰ سانتی‌متر باشد.
فسیل‌های انتقالی
هرگونه بقایای فسیل شده از یک جاندار که ویژگی‌های رایج بین گروه اجدادی و نوادگانی مشتق شده از آن جاندار را نشان دهد، جزو فسیل‌های انتقال دسته‌بندی می‌شوند. این فسیل‌ها زمانی اهمیت دو چندان پیدا می‌کنند که نوادگان جاندار از نظر آناتومی و نحوه زندگی به شدت از گروه اجدادی متمایز باشند. به دلیل ناقص بودن سوابق فسیلی، به طور معمول برای تعیین دقیق این موضوع که یک فسیل انتقالی چه میزان به نقطه واگرایی یا تمایز نزدیک است، راهی وجود ندارد. به این دسته از فسیل‌ها «فسیل حد واسط» نیز می‌گویند.
میکروفسیلها
میکروفسیل چیست؟ «میکروفسیل» اصطلاحی برای توصیف فسیل گیاهان و جانورانی است که اندازه آن‌ها در مرز نقطه‌ای است که بتوان فسیل را با چشم غیرمسلح دید یا اندازه فسیل از این مقدار نیز کوچک‌تر است. نقطه تمایز بین ماکروفسیل‌ها و میکروفسیلها در حد ۱ میلی‌متر است.
میکروفسیلها دو دسته هستند.
- فسیل یک موجود کامل یا تقریبا کامل مانند روزن‌داران که جزو «درواهای دریایی» (Marine plankters) هستند یا کوکولیتوفور (Coccolithophores)
- اجزای سازنده حیوانات بزرگتر مانند دندان‌های کوچک یا هاگ
میکروفسیلها به عنوان مخزن اطلاعات دیرین‌اقلیم‌شناسی اهمیت بسیار زیادی دارند و به طور معمول توسط زیست‌چینه‌شناسان به منظور تعیین ارتباط واحد‌های سنگی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
صمغ
فسیل‌های صمغی که با عنوان «کهربا» نیز شناخته می‌شوند، پلیمرهای طبیعی هستند که در نقاط مختلفی از دنیا حتی شمالگان نیز پیدا می‌شوند. قدیمی‌ترین نمونه این فسیل‌ها به دوره «تریاس» برمی‌گردد اما اکثر این فسیل‌ها به دوره «نوزیستی» یا «سِنوزوئیک» تعلق دارند.
ترشح و دفع صمغ توسط گیاهان، نوعی سازگاری تکاملی به نظر می‌رسد که دو کاربرد دارد.
- محافظت از گیاه در برابر حشرات
- پوشاندن و مهر و موم کردن زخم‌های ایجاد شده روی بدنه گیاه
فسیل‌های صمغی اغلب حاوی فسیل‌های دیگری هستند، که توسط صمغ چسبنده در برگرفته شده‌اند. این فسیل‌های در برگرفته شده می‌توانند هر یک از موارد زیر باشند.
- باکتری
- قارچ
- سایر گیاهان و حیوانات
به طور معمول فسیل‌های صمغی حیوانات سه گروه هستند.
حفظ این دسته از فسیل‌ها فواید زیادی دارد زیرا می‌توان به محتویات ارزشمندی مانند قطعات کوچک DNA دسترسی پیدا کرد.
فسیل های مشتق شده یا اصلاح شده
فسیل مشتق شده یا اصلاح شده در سنگ‌هایی پیدا می‌شوند که سنگ از نظر زمانی، دیرتر از زمان مرگ حیوان یا گیاه فسیل شده، تشکیل شده است. به این ترتیب روش تشکیل این فسیل چیست؟
در ابتدا به دلیل تحولات فرسایشی فسیل در بستر جدیدی قرار می‌گیرد و به اصطلاح آزاد می‌شود، سپس فسیل در طی رسوب مجدد، در لایه جدیدی محبوس و حفظ می‌شود.
چوب
فسیل‌های چوب، چوب‌هایی هستند که به عنوان پیشینه فسیلی حفظ شده‌اند. به طور معمول چوب بخشی از بدنه گیاهان است که به خوبی حفظ می‌شود، همچنین پیدا کردن آن دشوار نیست. فسیل‌های چوب ممکن است سنگی شده باشند یا این فرآیند سنگی شده در آن‌ها رخ نداده باشد.
چوب‌سنگواره ممکن است تنها بخشی از گیاه باشد که حفظ شده است؛ بنابراین چنین چوبی ممکن است نام گیاه شناسی مختص به خود را داشته باشد. به طور معمول این نام‌گذاری شامل پسوند «زایلون» (Xylon) و نشانه‌ای از ارتباط سنگواره با آن گیاه است. در جدول زیر تعدادی مثال از چوب‌سنگواره‌ها و گیاهان مرتبط با آن‌ها را آورده‌ایم.
| نام چوب‌سنگواره | گیاه اصلی |
| «آروکاریازایلون» (Araucarioxylon) | آروکاریا |
| «نخل سنگی» (Palmoxylon) | نوعی نخل |
| Castanoxylon | Chinkapin |
ساب‌فسیل
اصطلاح «ساب‌فسیل» (Subfossil) را می‌توان برای اشاره به بقایایی مانند استخوان‌ها، لانه‌ها یا مدفوع استفاده کرد که فرآیند فسیل شدن آن‌ها کامل نشده است. تشکیل این دسته از فسیل‌ها دلیل دیگری نیز میتواند داشته باشد. اگر مدت زمان زندگی حیوانی که فسیل شده است کوتاه بوده باشد یا به دلیل شرایطی خاص شرایط بهینه برای فسیل شدن بقایای دفن شده جاندار وجود نداشته باشد نیز این دسته از فسیل‌ها ایجاد می‌شوند. ساب‌فسیل‌ها به طور معمول در غارها یا پناهگاه‌های دیگری پیدا می‌شوند که شرایط حفظ فسیل برای هزاران سال را دارند.
اهمیت اصلی ساب‌فسیل‌ها در مقایسه با بقایای فسیلی در این است که ساب‌فسیل‌ها برای موارد زیر قابل استفاده هستند.
- تاریخ‌گذاری رادیوکربن
- استخراج و تعیین توالی DNA، پروتئین یا سایر مولکول‌های زیستی
- تعیین شرایط اکولوژیکی محل زندگی حیوانات منقرض شده به وسیله تعیین درصد فراوانی ایزوتوپ
- مطالعه تاریخچه تکاملی یک محیط
- مطالعات دیرین‌اقلیم‌شناسی یا آب و هواشناسی دیرینه
ساب‌فسیل‌ها اغلب در محیط‌های رسوبی مانند رسوبات دریاچه‌ها، رسوبات اقیانوسی و خاک پیدا می‌شوند. پس از ته نشین شدن رسوبات، هوازدگی فیزیکی و شیمیایی میتواند باعث تغییر در وضعیت نگهداری شود. سرنوشت ساب‌فسیل‌های کوچک میتواند متفاوت‌تر هم باشد، به این صورت که این دسته از فسیل‌ها ممکن است توسط موجودات زنده خورده شوند.
ساب‌فسیل‌های مربوط به دوران مزوزوئیک، نادر هستند و به طور معمول دستخوش پوسیدگی زیادی شده‌اند. بخش وسیعی از ساب‌فسیل‌هایی که به آن‌ها دسترسی داریم مربوط به رسوبات دوران «کواترنری» هستند. ازجمله این ساب‌فسیل‌ها می‌توان به سر «پشه‌های بی‌نیش» ساب‌فسیل شده، پشت‌لاک «صدفیان»، «دیاتومه‌ها» و «روزن‌داران» اشاره کرد.
فسیل‌های شیمیایی
فسیل‌های شیمیایی، مواد شیمیایی هستند که در سنگ‌ها و سوخت‌های فسیلی مانند نفت، زغال سنگ و گاز طبیعی پیدا می‌شوند و شواهدی آلی از زندگی‌های بسیار قدیمی هستند. دو دسته از فسیل‌های شیمیایی به شرح زیر است.
- فسیل‌های مولکولی
- درصد فراوانی ایزوتوپ
قدیمی‌ترین آثار حیات روی کره زمین مربوط به این دسته از فسیل‌هاست. از جمله بی‌نظمی ایزوتوپ کربن موجود در «زیرکن‌ها» (Zircon) که نشان‌دهنده وجود حیات در ۴٫۱ میلیارد سال پیش است. در صورتی که تمایل به کسب اطلاعات کامل‌تر و بیشتری راجع به ایزوتوپ‌ها دارید، مطالعه مطلب «ایزوتوپ چیست؟ – توضیح و تعریف به زبان ساده» از مجله فرادرس را به شما توصیه می‌کنیم.
اهمیت مطالعه فسیل‌ها
فسیل‌ها به ما نشانه‌های کارآمدی در مورد تاریخ حیات روی زمین می‌دهند. آن‌ها به ما نشان می‌دهند که حیات و انسان‌ها از کجا شکل گرفته‌اند، همچنین سندی برای تغییرات زمین و محیط اطراف ما در طول دوره‌های زمین‌شناسی هستند. به وسیله فسیل‌ها متوجه شدیم که قاره‌های روی زمین که در حال حاضر به طور کامل از یکدیگر تفکیک شده‌اند، زمانی به هم متصل بودند و تنها یک قاره وجود داشته است.
فسیل‌ها شواهد بسیار مهمی برای تکامل و سازگاری گیاهان و جانوران با محیطشان هستند. شواهد فسیلی نحوه تکامل موجودات را به شکلی نشان می‌دهند که می‌توانیم این فرآیند را به شکل «درخت زندگی» ثبت کنیم و بر طبق آن به این نتیجه برسیم که همه گونه‌ها به یکدیگر مرتبط هستند.
فسیل‌ها برای تخمین سن سنگ‌ها نیز کاربرد دارند. در طی تکامل، فسیل‌های متفاوتی در سنگ‌های مربوط به عصر خودشان ایجاد شده‌اند. به این ترتیب به زمین‌شناسان این امکان را می‌دهند که با مطالعه فسیل‌ها به درک بهتری از تاریخ زمین‌شناسی برسند. بنابراین برای محققان حوزه زمین‌شناسی، فسیل‌ها مهم‌ترین ابزار برای تعیین ارتباط سنی هستند. به عنوان مثال آمونیت‌ها فسیل‌های راهنمای مناسبی برای چینه‌شناسی هستند. از آن‌ها می‌توان برای تعیین سن نسبی دو یا چند لایه از سنگ‌ها یا لایه‌های زمین در نقاط مختلف یک کشور یا نقاط مختلف روی کره زمین، استفاده کرد.
از فسیل‌ها می‌توان برای بازسازی جهان‌های مختلف مانند دنیای دایناسورها یا سنجاقک‌هایی با بال‌های دو متری نیز استفاده کرد.
هر چیزی قابلیت فسیل شدن دارد؟
هر موجود زندهای پس از مرگ به فسیل تبدیل نمی‌شود. برای رخ دادن فرآیند تشکیل فسیل شرایط خاصی باید مهیا باشد، بنابراین می‌توان گفت که تشکیل یک فسیل اتفاق نادری است و بسیاری از موجودات پس از مرگشان به طور کامل از بین می‌روند.
اکثر فسیل‌های کشف شده (حدود ۹۹ درصد) متعلق به جانداران دریایی مانند کوسه‌ها و آبزیان صدف‌دار است. دلیل این اتفاق محل زندگی آن‌هاست، به این ترتیب که پس از مرگ جاندار، شن و رسوبات موجود در آب بدن را به سرعت دفن می‌کنند.
زمانی که بقایای بدن توسط رسوبات دفن می‌شوند، سرعت تجزیه آن‌ها به دلیل کمبود اکسیژن کاهش می‌یابد. در نتیجه زمان لازم برای فرآیند فسیلی شدن فراهم می‌شود. اما با توجه به این توضیحات چطور موجوداتی مانند دایناسورها که جثه‌هایی بزرگ داشتند فسیل شدند؟
بسیاری از فسیل‌های دایناسور کشف شده در محل‌هایی نزدیک یک دریاچه یا رودخانه زندگی می‌کرده‌اند. بعضی از آن‌ها پیش از وقوع سیل مرده‌اند و به این ترتیب گل و لای حاصل از سیل به سرعت بدن آن‌ها را پوشانده است. بدن بعضی دیگر به واسطه اتفاقاتی مانند باران‌های سیل‌آسا به رودخانه رسیده و دفن شده است. با توجه به این توضیحات می‌توان گفت که اطلاعات ما از دایناسورهای ساکن در مناطق کوهستانی یا جنگل‌ها محدود است، چون فسیل‌های زیادی از آن‌ها در دست نداریم.
شبه فسیل چیست؟
شبه‌فسیل یا «فسیل کاذب» (Pseudofossils) نقش‌هایی هستند که روی سنگ‌ها به دلیل فرآیند‌های زمین‌شناسی ایجاد شده‌اند، به جای آن که توسط فرآیند‌های زیستی شکل بگیرد. امکان دارد این نقش‌ها به سادگی با فسیل‌های واقعی اشتباه گرفته شوند.
برخی از شبه فسیل‌ها، به وسیله شکاف‌هایی ساخته شده‌اند که به صورت طبیعی در سنگ ایجاد و بعد با مواد معدنی پر می‌شوند. از انواع دیگر شبه فسیل ها می‌توان به قلوه‌سنگ‌های کلیوی شکل (اجسام گرد موجود در سنگ آهن) و «عقیق خزه‌ای» اشاره کرد که شبیه خزه یا برگ‌های گیاه به نظر می‌رسند. سنگال‌ها که شکلی کروی یا بیضی دارند و در برخی از لایه های رسوبی یافت می شوند، زمانی به عنوان تخم دایناسور در نظر گرفته می‌شدند، به این ترتیب آن‌ها را با فسیل اشتباه می‌گرفتند.
چینه شناسی و برآورد قدمت فسیل
دیرینه‌شناسی در تلاش است تا روند شکل‌گیری و تکامل حیات را در طول بازه‌های زمانی زمین‌شناسی مطالعه کند. یکی از موانعی که در این مسیر وجود دارد، دشوار بودن تخمین قدمت فسیل‌هاست. بسترهایی که فسیل‌ها را حفظ می‌کنند، به طور معمول فاقد عناصر رادیواکتیو مورد نیاز برای تاریخ‌گذاری رادیواکتیو هستند. روش تاریخ‌گذاری رادیواکتیو تنها وسیله ما برای تعیین سن سنگ‌هایی با قدمت بیش از 50 میلیون سال است و میتواند دقتی در حدود ۰.۵ درصد یا بهتر از آن داشته باشد.
اگرچه تاریخ‌گذاری رادیواکتیو به کارهای آزمایشگاهی دقیقی نیاز دارد، اما اصول این روش پیچیده نیستند. سرعت‌های واپاشی هسته‌ای عناصر رادیواکتیو گوناگون تعیین شده است، بنابراین نسبت عنصر رادیواکتیو به محصولات فروپاشی آن عنصر نشان‌دهنده زمانی است که عنصر رادیواکتیو در سنگ قرار گرفته است. عناصر رادیواکتیو فقط در سنگ‌هایی با منشا آتشفشانی رایج هستند، بنابراین تنها فسیل‌هایی که می‌توان قدمت آن‌ها را به کمک تاریخ‌گذاری رادیواکتیو مشخص کرد که درون سنگ‌های آتشفشانی تشکیل شده باشند.
با توجه به محدودیتی که تاریخ‌گذاری رادیواکتیو دارد، دیرینه‌شناسان برای تعیین قدمت یک فسیل به چینه‌شناسی روی آورده‌اند. چینه‌شناسی یکی از شاخه‌های زمین‌شناسی است که به مطالعه لایه‌های سنگی می‌پردازد. سنگ‌ها به طور معمول به صورت لایه‌لایه شکل می‌گیرند به نحوی که لایه رویی سن کمتری نسبت به لایه زیرین دارد. اگر فسیلی بین دو لایه‌ای پیدا شود که سنشان تعیین شده است، قدمت فسیل بین تاریخ تشکیل این دو لایه در نظر گرفته می‌شود.
فسیل زنده چیست؟
اگر تاکنون با اصطلاح «فسیل زنده» روبه‌رو شده باشید شاید برایتان این سوال پیش آمده باشد که تفاوت فسیل زنده با فسیل چیست؟ «فسیل زنده» (Living Fossil) یک تاکسون حفظ شده است که از نظر فنوتیپی شبیه گونه‌هایی است که در سوابق فسیلی شناخته شده‌اند. برای اینکه یک موجود زنده جزو فسیل‌های زنده در نظر گرفته شود، فسیل مدنظر باید در بررسی‌های تبارشاخه‌ای به دوره‌های زمانی ابتدایی تعلق داشته باشد. فسیل‌های زنده به طور معمول از دودمان‌هایی هستند که از لحاظ گونه‌ای فقیر محسوب می‌شود.
با وجود شباهت ظاهری یک جاندار متعلق به دسته فسیل‌های زنده با اجداد باستانی‌اش، این جانداران از لحاظ ژنتیکی با اجدادشان مشابه نیستند، زیرا «رانش ژنتیکی» (Genetic Drift) به نحوی اجتناب‌ناپذیر ساختار کروموزومی آن‌ها را تغییر داده است.
فسیل‌های زنده دو و در مواردی سه ویژگی خاص دارند.
-
-
- موجودات زندهای که متعلق به یک تاکسون هستند در یک بازه زمانی طولانی شباهت‌های بسیار زیادی با فسیل‌های یافته شده از همان گونه دارند.
- آن‌ها از لحاظ مورفولوژیکی به میزان کمی دچار تمایز شده‌اند.
- آن‌ها از لحاظ تاکسونومی میزان تنوع کمی دارند.
-
دو مورد اول برای شناسایی یک جاندار به عنوان فسیل زنده الزامی هستند و مورد سوم تنها توسط برخی محققان ضروری شمرده می‌شود.
مثال‌هایی از فسیل زنده
از باکتری‌ها و آغازیان گرفته تا گیاهان و حیوانات می‌توان گونه‌های مختلفی را به عنوان فسیل زنده معرفی کرد. در ادامه این مطلب جدولی تهیه شده است که شامل معروف‌ترین فسیل‌های زنده هر گروه است.
| گروه | گونه |
| باکتری‌ها | سیانوباکتری‌ها (با قدمت ۳٫۵ میلیارد سال، قدیمی‌ترین فسیل‌های زنده هستند.) |
| آغازیان | انواعی از چرخان‌تاژک‌داران |
| یک نوع از کوکولیتوفورها | |
| گیاهان | خزه‌ها |
| انواعی از سرخس‌تباران مانند «دم اسب» | |
| انواعی از بازدانگان مانند «کهن‌دار» | |
| انواعی از گیاهان گلدار مانند «آمبورلا» | |
| قارچ‌ها | Neolecta |
| حیوانات | انواعی از پستانداران مانند «موریانه‌خوار»، «پاندا»، «کوآلا» و «کرگدن» |
| انواعی از پرندگان مانند «پلیکان‌ها» و «الیکایی نیوزلندی» | |
| انواعی از خزندگان مانند «لاک‌پشتان گازگیر» و «لاک‌پشت بینی‌خوکی» | |
| انواعی از دوزیستان مانند «قورباغه بنفش» | |
| انواعی از ماهی‌های استخوانی مانند «کمان‌باله» | |
| انواعی از کوسه‌ها مانند «کوسه کور» و «کوسه گاوی» | |
| انواعی از حشرات مانند «سوسک پایه‌خوار» |
چطور فسیل پیدا کنیم؟
تا اینجای این مطلب از مجله فرادرس فهمیدیم که فسیل چیست و انواع مختلف فسیل‌ها را شناختیم. در این بخش به این سوال جواب خواهیم داد که به عنوان یک علاقه‌مند چطور یک فسیل را پیدا کنیم؟ چطور تشخیص بدیم چیزی که در دست داریم یک فسیل است یا سنگ؟
هنگام جستجوی اکتشافی فسیل‌های پیدا شده به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند.
-
-
- استخوان‌های فسیل شده
- فسیل‌های جانشینی
-
برای تشخیص این که یک فسیل به کدام دسته تعلق دارد به اطلاعات متفاوتی نیاز دارید که در ادامه آن‌ها را بررسی خواهیم کرد.
استخوان های فسیل شده
برای تشخیص و اطمینان از پیدا کردن یک استخوان فسیل شده باید به چهار نکته توجه داشت.
-
-
- وزن: اگر یافته شما وزن سبکی دارد، یک فسیل نیست. اما اگر سنگین بوده و شکلی مشابه استخوان دارد، احتمال دارد که یک استخوان فسیل شده باشد.
- رنگ: قدم بعدی بررسی رنگ است. اگر رنگ روشنی دارد، احتمال دارد که سنگ چخماق یا گرانیت باشد. اما اگر تیره است، احتمال فسیل بودن آن بالاتر می‌رود.
- بافت: اگر بافت صافی دارد، شانس بالاتری برای سنگ بودن دارد و اگر بافتی زبر داشته باشد، احتمال فسیل بودنش باز هم بالا می‌رود.
- تخلخل: آخرین چیزی که باید چک کرد میزان تخلخل شی است. اگر متخلخل نیست، فسیل شما یک فسیل چوب است. اگر منفذ و فرورفتگی دارد، یک استخوان فسیل شده است.
-
فسیل های جانشینی
شناسایی فسیل‌های جانشینی ساده‌تر است و باید تنها به دو نکته توجه کرد تا آن را شناسایی کرد.
-
-
- وزن: اگر یافته شما سنگین است، یک فسیل جانشینی نیست، اما اگر سبک است باید به مرحله دوم شناسایی بروید.
- رنگ: اگر رنگ روشنی دارد، یک استخوان تازه پیدا کرده‌اید اما اگر رنگ آن تیره است، احتمال بالایی وجود دارد که یک فسیل جانشینی پیدا کرده باشید.
-
برای اطمینان از فسیل بودن یافته‌هایتان می‌توانید از زمین‌شناسان کمک بگیرید، به این ترتیب امکان تاریخ‌گذاری فسیل نیز به وجود می‌آید.
پیشینه فسیل چیست؟
پیشینه فسیلی گزارشی از حیات روی زمین است که توسط دیرینه شناسان حفظ، کشف و مطالعه شده است. امااین پیشینه ناقص است و در اغلب مواقع به نفع برخی از موجودات زنده ثبت شده است. برای مثال بیشتر فسیل‌های موجود از بی‌مهرگان صدف‌داری مانند مرجان‌ها و حلزون‌ها است که ساکن محیط‌های آبی هستند.
فسیل‌های مربوط به جانداران خشکی بسیار کمیاب‌تر از جانداران آب‌زی هستند. زیرا همان‌طور که در بخش‌های قبلی نیز بررسی کردیم، برای تشکیل فسیل لازم است که باقی‌مانده بدن به سرعت دفن شود و در خشکی این شرایط به سادگی اتفاق نمی‌افتد. ممکن است در گذشته جاندارانی روی زمین زندگی کرده باشند که الآن هیچ فسیلی از آن‌ها وجود نداشته باشد و ما هیچ اطلاعاتی از آن‌ها نداشته باشیم.
جمع‌بندی و جدول انواع فسیل‌ها
در این مطلب گفتیم که فسیل چیست و علاوه بر شناخت انواع فسیل‌ها، روش تشکیل آن‌ها را نیز شناختیم.
فسیل بقایای موجود از جاندارانی است که هزاران یا میلیون‌ها سال پیش زندگی می‌کردند و این بقایا طی شرایطی طبیعی حفظ شده‌اند. فسیل‌ها انواع متفاوتی دارند که با ویژگی‌های خاص خودشان از یکدیگر متمایز شده‌اند. در جدول زیر فسیل‌های مختلف را معرفی کرده‌ایم.
| نوع فسیل | ویژگی |
| فسیل شاخص | برای شناسایی مقیاس زمانی زمین‌شناسی استفاده می‌شوند. |
| آثار فسیلی | برای مطالعه رفتارهای حیوان مانند تغذیه‌اش استفاده می‌شوند. |
| فسیل انتقالی | فسیل یک جاندار که ویژگی‌های رایج بین گروه اجدادی و نوادگانی مشتق شده از آن جاندار را نشان دهد. |
| میکروفسیلها | این دسته از فسیل‌ها با چشم غیر مسلح شناسایی نمی‌شوند. |
| صمغ | این فسیل‌ها اغلب حاوی فسیل‌های دیگری هستند که به دلیل چسبنده بودن صمغ درون آن حبس شده اند. |
| فسیل چوب | سنگ از نظر زمانی جوان‌تر از فسیلی است که درون آن حفظ شده است. |
| فسیل‌های مشتق شده یا اصلاح شده | پیشینه‌های فسیلی هستند، یعنی گزارشی از حیات روی زمین‌اند. |
| ساب‌فسیل | بقایایی مانند استخوان‌ها، لانه‌ها یا مدفوع هستندکه فرآیند فسیل شدن آن‌ها کامل نشده است. |
| فسیل‌های شیمیایی | مواد شیمیایی که در سنگ‌ها و سوخت‌های فسیلی مانند نفت، زغال سنگ و گاز طبیعی پیدا می‌شوند. |
برای تشکیل فسیل‌های گوناگون چهار روش وجود دارد که با عنوان‌های زیر آن‌ها را می‌شناسیم.
- سنگ‌شدگی
- فشرده‌سازی
- قالب‌گیری و جانشینی
- بقایای حفظ شده
سنگی شدن رایج‌ترین روش تشکیل یک فسیل است که در طی آن جسم موجود زنده زیر لایه‌های مختلف رسوبات دفن می‌شود و آبی که دارای املاح معدنی است در منافذ موجود در استخوان و دیگر بافت‌های سخت بدن موجود، نفوذ می‌کند، به این ترتیب املاح معدنی در آن بافت‌ها رسوب کرده و آن‌ها را سنگی می‌کنند.
در انتهای این مطلب نیز گفتیم که راه پیدا کردن فسیل چیست و در صورت شک داشتن به فسیل بودن یک شی پیدا شده در طبیعت می‌توانید مواردی مانند رنگ، وزن، بافت و تخلخل را بررسی کنید و یا از یک زمین‌شناس کمک بگیرید.
source