فسیل (از لاتین کلاسیک fossilis ، به معنای « به دست آمده از حفاری » ) [1] هر گونه بقایای حفظ شده، اثر یا اثری از هر موجودی که زمانی زنده از عصر زمین شناسی گذشته است، گفته می شود . به عنوان مثال می توان به استخوان ها ، صدف ها ، اسکلت های بیرونی ، آثار سنگی حیوانات یا میکروب ها ، اشیاء حفظ شده در کهربا، مو ، چوب سنگ شده و بقایای DNA اشاره کرد . مجموع فسیل ها به عنوان سابقه فسیلی شناخته می شود . اگرچه سابقه فسیلی ناقص است، اما مطالعات متعدد نشان دادهاند که اطلاعات کافی برای درک خوبی از الگوی تنوع حیات در زمین وجود دارد. [2] [3] [4] علاوه بر این، رکورد می تواند شکاف هایی مانند کشف Tiktaalik در قطب شمال کانادا را پیش بینی و پر کند . [5]
دیرینه شناسی شامل مطالعه فسیل ها است: سن آنها، روش تشکیل، و اهمیت تکاملی . نمونه هایی که سن آنها بیش از 10000 سال باشد معمولاً فسیل محسوب می شوند. [6] قدیمیترین فسیلها حدود 3.48 میلیارد سال عمر دارند [7] [8] [9] تا 4.1 میلیارد سال. [10] [11] مشاهده در قرن نوزدهم که فسیلهای خاصی با لایههای سنگی خاصی مرتبط هستند ، منجر به شناسایی یک مقیاس زمانی زمینشناسی و سن نسبی فسیلهای مختلف شد. توسعه تکنیکهای تاریخسنجی رادیومتری در اوایل قرن بیستم به دانشمندان این امکان را داد تا سن مطلق سنگها و فسیلهایی را که در آنها میزبانی میکنند به صورت کمی اندازهگیری کنند.
فرآیندهای زیادی وجود دارد که منجر به فسیلسازی میشود ، از جمله کانیسازی ، ریختهگریها و قالبها، کانیسازی برآمده ، جایگزینی و تبلور مجدد، فشردهسازی، کربنسازی و زیستایموراسیون.
فسیل ها از نظر اندازه متفاوت هستند، از باکتری های یک میکرومتری (1 میکرومتر) [12] تا دایناسورها و درختان، چندین متر طول و چندین تن وزن دارند. یک فسیل معمولاً تنها بخشی از ارگانیسم مرده را حفظ می کند، معمولاً بخشی که در طول زندگی تا حدی معدنی شده است ، مانند استخوان ها و دندان های مهره داران ، یا اسکلت های بیرونی کیتینی یا آهکی بی مهرگان . فسیلها همچنین ممکن است شامل آثاری باشند که ارگانیسم در زمان زنده بودن از خود به جا گذاشته است، مانند ردپای حیوانات یا مدفوع ( کوپرولیتها ). این نوع فسیل ها بر خلاف فسیل های بدن ، فسیل های ردیابی یا ichnofsils نامیده می شوند . برخی از فسیل ها بیوشیمیایی هستند و به آنها chemofossils یا biosignatures می گویند .
قدمت جمع آوری فسیل ها حداقل به ابتدای تاریخ ثبت شده است. از خود فسیل ها به عنوان سابقه فسیلی یاد می شود. سابقه فسیلی یکی از منابع اولیه داده های زیربنای مطالعه تکامل بود و همچنان به تاریخ حیات روی زمین مرتبط است . دیرینه شناسان برای درک روند تکامل و نحوه تکامل گونه های خاص، سوابق فسیلی را بررسی می کنند.
فسیلها در طول بیشتر تاریخ طبیعی قابل مشاهده و رایج بودهاند، بنابراین تعامل مستند انسان با آنها به تاریخ ثبتشده یا قبل از آن بازمیگردد.
نمونه های زیادی از چاقوهای سنگی پارینه سنگی در اروپا وجود دارد ، با خارپوستان فسیلی که دقیقاً در دست قرار گرفته اند و قدمت آن به انسان هایدلبرگنسیس و نئاندرتال ها برمی گردد . [13] این مردمان باستانی همچنین از وسط آن صدفهای فسیلی مدور حفر میکردند و ظاهراً از آنها به عنوان مهرههایی برای گردنبند استفاده میکردند.
مصریان باستان فسیلهایی از گونههایی را جمعآوری میکردند که شبیه استخوانهای گونههای امروزی مورد پرستششان بود. خدای ست با اسب آبی مرتبط بود ، بنابراین استخوان های فسیل شده گونه های اسب آبی در معابد آن خدا نگهداری می شد. [14] صدف های فسیلی توتیای دریایی پنج پرتو با خدای Sopdu ، ستاره صبح، معادل زهره در اساطیر رومی مرتبط بود. [13]
به نظر می رسد که فسیل ها مستقیماً در اساطیر بسیاری از تمدن ها از جمله یونانیان باستان نقش داشته اند. هرودوتوس مورخ یونانی کلاسیک درباره منطقه ای در نزدیکی Hyperborea نوشت که در آن گریفون ها از گنج طلایی محافظت می کردند. در واقع معدن طلا در آن منطقه تقریبی وجود داشت ، جایی که جمجمه های پروتوسراتوپس منقاری به عنوان فسیل رایج بودند.
یک محقق یونانی بعدی ، ارسطو ، سرانجام متوجه شد که صدفهای فسیلی از سنگها شبیه صدفهای موجود در ساحل هستند، و این نشان میدهد که فسیلها زمانی حیوانات زنده بودند. او قبلاً آنها را بر حسب بازدمهای بخاری توضیح داده بود ، [15] که ابن سینا آن را به نظریه سیالات سنگساز ( succus lapidificatus ) تغییر داد. شناخت صدف های دریایی فسیلی به عنوان منشا دریا در قرن چهاردهم توسط آلبرت ساکسونی ساخته شد و در قرن شانزدهم توسط اکثر طبیعت گرایان به نوعی پذیرفته شد . [16]
طبیعتشناس رومی، پلینی بزرگ، درباره « سنگهای زبان » نوشته است که آنها را گلوسوپترا نامیده است . این دندانهای فسیلی کوسهها بودند که برخی فرهنگهای کلاسیک تصور میکردند که شبیه زبان مردم یا مارها هستند. [17] او همچنین در مورد شاخهای آمون ، که آمونیتهای فسیلی هستند، نوشت ، که گروه اختاپوس-عموزادههای پوستهدار در نهایت نام امروزی خود را از آن گرفتهاند. پلینی همچنین یکی از ارجاعات شناخته شده قبلی را به سنگ های وزغ می کند ، که تا قرن هجدهم تصور می شد یک درمان جادویی برای سمی است که از سر وزغ ها سرچشمه می گیرد، اما دندان های فسیلی از Lepidotes ، ماهی پرتو پرتوی کرتاسه است. [18]
تصور میشود که قبایل دشتهای آمریکای شمالی فسیلهای مشابهی مانند بسیاری از فسیلهای پتروزارهای دست نخورده که به طور طبیعی در منطقه در معرض دید قرار گرفتهاند، با اسطورهشناسی خاص خود از پرنده رعد و برق دارند . [19]
چنین ارتباط اساطیری مستقیمی از آفریقای ماقبل تاریخ شناخته شده نیست، اما شواهد قابل توجهی از حفاری قبایل و انتقال فسیلها به مکانهای تشریفاتی توسط قبایل وجود دارد که ظاهراً با احترام خاصی با آنها رفتار میکنند. [20]
در ژاپن، دندانهای کوسه فسیلی با تانگو افسانهای مرتبط بود که تصور میشد چنگالهای تیغ تیز این موجود است که مدتی پس از قرن هشتم پس از میلاد ثبت شده است. [17]
در چین قرون وسطی، استخوانهای فسیلی پستانداران باستانی از جمله هومو ارکتوس اغلب با «استخوانهای اژدها » اشتباه گرفته میشد و بهعنوان دارو و داروهای تقویتکننده جنسی استفاده میشد . علاوه بر این، برخی از این استخوانهای فسیلی بهعنوان «هنر» توسط محققانی جمعآوری میشوند که روی آثار مختلف نوشتههایی به جای گذاشتهاند که نشاندهنده زمان اضافه شدن آنها به یک مجموعه است. یکی از نمونههای خوب، محقق معروف Huang Tingjian از سلسله سونگ در طول قرن یازدهم است که فسیل صدف دریایی خاصی را با شعر خود بر روی آن حک کرده بود. [21] در مقالههای استخر رویایی خود که در سال 1088 منتشر شد، شن کو، محقق و رسمی چینی سلسله سونگ، این فرضیه را مطرح کرد که فسیلهای دریایی یافت شده در لایههای زمینشناسی کوههایی که صدها مایل از اقیانوس آرام فاصله دارند ، مدرکی است که نشان میدهد زمانی یک ساحل دریایی ماقبل تاریخ در آنجا وجود داشته است. در طول قرن ها جابجا شده است . [22] [23] مشاهدات او از بامبوهای سنگشده در منطقه آب و هوای خشک شمالی منطقه فعلی یانان ، استان شانشی ، چین، او را به پیشبرد ایدههای اولیه تغییر تدریجی آب و هوا به دلیل رشد طبیعی بامبو در مناطق آب و هوایی مرطوبتر سوق داد . [23] [24] [25]
در مسیحیت قرون وسطی ، موجودات دریایی فسیل شده در دامنه کوه ها به عنوان دلیلی بر سیل کتاب مقدس کشتی نوح دیده می شد . پس از مشاهده وجود صدفهای دریایی در کوهها، گزنوفانس فیلسوف یونان باستان (حدود 570 - 478 قبل از میلاد) حدس زد که جهان روزگاری در سیل بزرگی غرق شده بود که موجودات زنده را در گل خشکشده مدفون کرد. [26] [27]
در سال 1027، ابن سینا ایرانی سنگواره بودن فسیل ها را در کتاب شفا توضیح داد :
اگر آنچه در مورد تحجر جانوران و گیاهان گفته می شود درست باشد، علت این (پدیده) فضیلت معدنی و سنگ ساز قوی است که در نقاط سنگی خاصی پدید می آید یا در هنگام زلزله و فرونشست زمین ناگهان از زمین بیرون می آید و هر چه را که می آید سنگ می کند. در تماس با آن در حقیقت، تحجر بدن گیاهان و جانوران خارقالعادهتر از دگرگونی آب نیست. [28]
از قرن سیزدهم تا به امروز، محققان خاطرنشان کردند که جمجمههای فسیلی Deinotherium giganteum که در کرت و یونان یافت شده است، ممکن است به عنوان جمجمههای Cyclopes اساطیر یونانی تعبیر شود و احتمالاً منشأ آن اسطوره یونانی است. . [29] [30] به نظر میرسد که جمجمههای آنها یک سوراخ چشم در جلو دارند، درست مانند فیلعموهای امروزیشان ، اگرچه در واقع این سوراخ در واقع سوراخی برای خرطوم آنهاست.
در اساطیر اسکاندیناوی ، صدف های خارپوستان (دکمه گرد پنج قسمتی به جا مانده از خارپشت دریایی) با خدای ثور مرتبط بودند ، نه تنها در سنگ های رعد و برق ، نمایش چکش ثور و متعاقب آن صلیب های چکشی شکل در زمان پذیرش مسیحیت گنجانده شده بودند، بلکه همچنین برای جلب حمایت ثور در خانه ها نگهداری می شود. [13]
اینها به تاج های چوپان فولکلور انگلیسی تبدیل شدند که برای تزئین و به عنوان طلسمات خوش شانسی استفاده می شد و در کنار درگاه خانه ها و کلیساها قرار می گرفت. [31] در سافولک ، از گونههای مختلفی به عنوان طلسم خوش شانسی توسط نانواها استفاده میشد که از آنها به عنوان نانهای پری یاد میکردند و آنها را با نانهای نانی مشابه شکلی که میپختند مرتبط میکردند. [32] [33]
دیدگاه های علمی بیشتری از فسیل ها در دوران رنسانس پدیدار شد . لئوناردو داوینچی با دیدگاه ارسطو که فسیلها بقایای حیات باستانی هستند موافق بود. [34] : 361 برای مثال، لئوناردو به عنوان توضیحی برای منشاء فسیلی، متوجه اختلافاتی با روایت کتاب مقدس سیل شد:
اگر طوفان پوستهها را در فواصل سی و چهارصد مایلی از دریا حمل میکرد، میتوانست آنها را با اشیاء طبیعی دیگر مخلوط میکرد. اما حتی در چنین فاصلهای از دریا صدفها را با هم میبینیم و صدفها و دهماهیها و همه صدفهای دیگر را که در کنار هم جمع شدهاند، همه با هم مرده هستند. و پوسته های منفرد جدا از یکدیگر یافت می شوند، همانطور که ما هر روز آنها را در سواحل دریا می بینیم.
و صدفها را با هم در خانوادههای بسیار پرجمعیت مییابیم، که در میان آنها میتوان صدفها را با پوستههایشان به هم متصل کرد، که نشان میدهد در آنجا کنار دریا رها شدهاند و زمانی که تنگه جبلالطارق قطع شد، هنوز زندگی میکردند. در کوههای پارما و پیاچنزا انبوهی از صدفها و مرجانها با سوراخهایی دیده میشوند که هنوز به صخرهها چسبیدهاند. [35]
در سال 1666، نیکلاس استنو یک کوسه را مورد بررسی قرار داد و دندان های آن را با "سنگ های زبان" اساطیر یونانی-رومی باستان مرتبط کرد و به این نتیجه رسید که این سنگ ها در واقع زبان مارهای سمی نیستند، بلکه دندان های برخی از دندان های منقرض شده اند. گونه های کوسه [17]
رابرت هوک (1635-1703) ریزنگاره هایی از فسیل ها را در Micrographia خود گنجاند و از اولین کسانی بود که فوم های فسیلی را مشاهده کرد . مشاهدات او بر روی فسیلها، که به گفته او بقایای سنگشده موجوداتی هستند که برخی از آنها دیگر وجود نداشتند، پس از مرگ در سال 1705 منتشر شد. [36]
ویلیام اسمیت (1769-1839) ، یک مهندس کانال انگلیسی، مشاهده کرد که سنگهای سنین مختلف (بر اساس قانون برهم نهی ) مجموعههای مختلف فسیلها را حفظ میکنند و این مجموعهها به ترتیبی منظم و قابل تعیین جانشین یکدیگر میشوند. او مشاهده کرد که سنگهای مکانهای دور را میتوان بر اساس فسیلهایی که در آنها وجود دارد، مرتبط کرد. او این را اصل جانشینی جانوران نامید . این اصل به یکی از شواهد اصلی داروین مبنی بر واقعی بودن تکامل بیولوژیکی تبدیل شد.
ژرژ کوویر به این باور رسید که بیشتر فسیلهای حیوانی، اگر نه همه، بقایای گونههای منقرض شدهاند. این امر باعث شد تا کوویر به یک مدافع فعال مکتب فکری زمین شناسی به نام فاجعه تبدیل شود . او در پایان مقاله خود در سال 1796 در مورد فیل های زنده و فسیلی گفت:
به نظر من همه این حقایق، که در بین خودشان همخوانی دارند و هیچ گزارشی با آن مخالفت نمی کنند، وجود دنیایی را که قبل از جهان ماست، اثبات می کند که توسط نوعی فاجعه ویران شده است. [37]
علاقه به فسیلها و به طور کلیتر زمینشناسی، در اوایل قرن نوزدهم گسترش یافت. در بریتانیا، اکتشافات مری آنینگ از فسیلها، از جمله اولین ایکتیوسور کامل و یک اسکلت کامل پلزیوساروس ، توجه عموم و دانشمندان را برانگیخت. [38]
طبیعت گرایان اولیه به خوبی شباهت ها و تفاوت های گونه های زنده را درک کرده بودند که لینه را به ایجاد یک سیستم طبقه بندی سلسله مراتبی که هنوز هم در حال استفاده است، هدایت کرد. داروین و معاصرانش ابتدا ساختار سلسله مراتبی درخت زندگی را با سابقه فسیلی بسیار پراکنده آن زمان پیوند دادند. داروین به شیوایی فرآیند نزول همراه با تغییر یا تکامل را توصیف کرد که در آن موجودات یا با فشارهای طبیعی و متغیر محیطی سازگار می شوند یا از بین می روند.
زمانی که داروین درباره منشأ گونهها بهوسیله انتخاب طبیعی یا حفظ نژادهای مورد علاقه در مبارزه برای زندگی نوشت ، قدیمیترین فسیلهای حیوانات مربوط به دوره کامبرین بود که اکنون حدود 540 میلیون سال قدمت دارند. وی از عدم وجود فسیلهای قدیمیتر به دلیل تأثیرات بر اعتبار نظریههایش نگران بود، اما ابراز امیدواری کرد که چنین فسیلهایی پیدا شود و خاطرنشان کرد: تنها بخش کوچکی از جهان با دقت شناخته شده است. داروین همچنین به ظهور ناگهانی بسیاری از گروهها (یعنی فیلا ) در قدیمیترین لایههای فسیلساز کامبرین فکر کرد. [39]
از زمان داروین، سابقه فسیلی بین 2.3 تا 3.5 میلیارد سال افزایش یافته است. [40] بیشتر این فسیلهای پرکامبرین باکتریهای میکروسکوپی یا میکروفسیلها هستند . با این حال، فسیل های ماکروسکوپی در حال حاضر از اواخر پروتروزوییک شناخته شده است. بیوتای Ediacara (که به آن بیوتای Vendian نیز گفته می شود) متعلق به 575 میلیون سال پیش است که در مجموع مجموعه بسیار متنوعی از یوکاریوت های چند سلولی اولیه را تشکیل می دهد .
پیشینه فسیلی و جانشینی جانوران اساس علم چینه شناسی زیستی یا تعیین سن سنگ ها بر اساس فسیل های جاسازی شده را تشکیل می دهد. برای 150 سال اول زمین شناسی ، چینه شناسی زیستی و برهم نهی تنها ابزاری برای تعیین سن نسبی سنگ ها بود. مقیاس زمانی زمین شناسی بر اساس سن نسبی لایه های سنگی که توسط دیرینه شناسان و چینه شناسان اولیه تعیین شده است، توسعه داده شد .
از سالهای اولیه قرن بیستم، روشهای تاریخسنجی مطلق ، مانند تاریخسنجی رادیومتری (شامل پتاسیم/آرگون ، آرگون/آرگون ، سری اورانیوم ، و برای فسیلهای بسیار جدید، تاریخگذاری رادیوکربنی ) برای تایید سنهای نسبی بهدستآمده توسط فسیل ها و ارائه سن مطلق برای بسیاری از فسیل ها. تاریخ گذاری رادیومتری نشان داده است که قدیمی ترین استروماتولیت های شناخته شده بیش از 3.4 میلیارد سال قدمت دارند.
سابقه فسیلی حماسه تکاملی زندگی است که در طی چهار میلیارد سال به دلیل تعامل شرایط محیطی و پتانسیل ژنتیکی مطابق با انتخاب طبیعی، آشکار شد.
موزه فسیلی مجازی [41]
دیرینه شناسی به زیست شناسی تکاملی پیوسته است تا وظیفه بین رشته ای ترسیم درخت زندگی را به اشتراک بگذارد، که به ناچار در زمان به زندگی میکروسکوپی پرکامبرین زمانی که ساختار و عملکرد سلول تکامل یافت، منتهی می شود. زمان اعماق زمین در پروتروزوئیک و عمیقتر هنوز در آرکئن تنها "با فسیلهای میکروسکوپی و سیگنالهای شیمیایی ظریف بازگو میشود." [42] زیست شناسان مولکولی، با استفاده از فیلوژنتیک ، می توانند اسید آمینه پروتئین یا همسانی توالی نوکلئوتیدی (یعنی شباهت) را برای ارزیابی طبقه بندی و فواصل تکاملی بین موجودات، با اطمینان آماری محدود، مقایسه کنند. از سوی دیگر، مطالعه فسیلها میتواند به طور دقیقتر مشخص کند که یک جهش برای اولین بار چه زمانی و در چه ارگانیسمی ظاهر شد. فیلوژنتیک و دیرینه شناسی در روشن ساختن دیدگاه هنوز مبهم علم از ظاهر حیات و تکامل آن با هم کار می کنند. [43]
مطالعه نایلز الدرج در مورد جنس تریلوبیت Phacops این فرضیه را تایید کرد که اصلاحات در چینش عدسیهای چشمی این تریلوبیتها در طول میلیونها سال در طول دونین انجام شده است . [44] تفسیر الدرج از سوابق فسیلی فاکوپس این بود که پیامدهای تغییرات عدسی، اما نه فرآیند تکاملی که به سرعت در حال رخ دادن است، فسیل شده است. این داده ها و سایر داده ها باعث شد استفن جی گولد و نیلز الدرج مقاله اصلی خود را در مورد تعادل نقطه گذاری در سال 1971 منتشر کنند .
تجزیه و تحلیل توموگرافی اشعه ایکس سنکروترون میکروفسیلهای جنینی دوجانبه اولیه کامبرین، بینش جدیدی از تکامل متازوئنها در مراحل اولیه آن به همراه داشت. تکنیک توموگرافی وضوح سه بعدی غیرقابل دستیابی را در محدوده های فسیل شدن فراهم می کند. فسیلهای دو دوجانبه مرموز، کرممانند Markuelia و یک پروتوستوم فرضی و بدوی ، Pseudooides ، نگاهی به رشد جنینی لایه جوانه میدهند. این جنین های 543 میلیون ساله از ظهور برخی از جنبه های رشد بندپایان زودتر از آنچه قبلاً در اواخر پروتروزوییک تصور می شد پشتیبانی می کنند. جنین های حفظ شده از چین و سیبری تحت فسفاتیزاسیون دیاژنتیکی سریع قرار گرفتند که منجر به حفظ عالی، از جمله ساختارهای سلولی شد. [ اصطلاحات تخصصی ] این تحقیق نمونه قابل توجهی است از اینکه چگونه دانش رمزگذاری شده توسط سوابق فسیلی همچنان به اطلاعات دست نیافتنی در مورد ظهور و توسعه حیات بر روی زمین کمک می کند. برای مثال، تحقیقات نشان میدهد که Markuelia نزدیکترین میل به کرمهای پریاپولید را دارد و در مجاورت شاخههای تکاملی Priapulida ، Nematoda و Arthropoda است . [45] [ اصطلاحات تخصصی ]
با وجود پیشرفت های قابل توجه در کشف و شناسایی نمونه های دیرینه شناسی، به طور کلی پذیرفته شده است که سابقه فسیلی بسیار ناقص است. [46] [47] رویکردهایی برای اندازهگیری کامل بودن رکورد فسیلی برای زیرمجموعههای متعددی از گونهها، از جمله آنهایی که از نظر طبقهبندی گروهبندی شدهاند، [48] [49] زمانی، [50] از نظر زیستمحیطی/جغرافیایی، [51] یا در مجموع ، ایجاد شده است. . [52] [53] این حوزه فرعی تافونومی و مطالعه سوگیریها در پیشینه دیرینهشناسی را در بر میگیرد. [54] [55] [56]
دیرینه شناسی به دنبال ترسیم چگونگی تکامل حیات در طول زمان زمین شناسی است. یک مانع مهم، دشواری کار کردن سنین فسیلی است. بسترهایی که فسیلها را حفظ میکنند معمولاً فاقد عناصر رادیواکتیو مورد نیاز برای تاریخسنجی رادیومتری هستند . این تکنیک تنها وسیله ما برای دادن سن مطلق به سنگهای با قدمت بیش از 50 میلیون سال است و میتواند تا 0.5 درصد یا بهتر از آن دقیق باشد. [57] اگرچه تاریخ سنجی رادیومتریک به کار آزمایشگاهی دقیق نیاز دارد، اصل اساسی آن ساده است: سرعت تجزیه عناصر مختلف رادیواکتیو شناخته شده است، و بنابراین نسبت عنصر رادیواکتیو به محصولات فروپاشی آن نشان می دهد که چه مدت پیش عنصر رادیواکتیو در آن گنجانده شده است. سنگ عناصر رادیواکتیو فقط در سنگهایی با منشأ آتشفشانی رایج هستند، بنابراین تنها سنگهای حاوی فسیل که میتوان از نظر رادیومتری تاریخگذاری کرد، لایههای خاکستر آتشفشانی هستند که ممکن است پایانههایی را برای رسوبهای مداخلهگر فراهم کنند. [57]
در نتیجه، دیرینه شناسان برای قدمت فسیل ها بر چینه شناسی تکیه می کنند. چینه شناسی علم رمزگشایی "لایه کیک" است که رکورد رسوبی است . [58] سنگها معمولاً لایههای نسبتاً افقی را تشکیل میدهند که هر لایه جوانتر از لایه زیر آن است. اگر فسیلی بین دو لایه پیدا شود که سن آن مشخص است، ادعا می شود که سن فسیل بین دو سن شناخته شده است. [59] از آنجایی که توالیهای سنگی پیوسته نیستند، اما ممکن است توسط گسلها یا دورههای فرسایش شکسته شوند ، تطبیق بسترهای سنگی که مستقیماً مجاور نیستند بسیار دشوار است. با این حال، فسیلهایی از گونههایی که برای مدت نسبتاً کوتاهی زنده ماندهاند، میتوانند برای تطبیق با سنگهای جدا شده مورد استفاده قرار گیرند: این تکنیک بیو چینهنگاری نامیده میشود . به عنوان مثال، کنودونت Eoplacognathus pseudoplanus دامنه کوتاهی در دوره اردویسین میانی دارد. [60] اگر سنگهایی با سن ناشناخته دارای ردپایی از E. pseudoplanus باشند ، سن آنها اوردویسین میانی است. چنین فسیلهای شاخصی برای مفید بودن باید متمایز باشند، در سطح جهانی توزیع شوند و محدوده زمانی کوتاهی را اشغال کنند. اگر تاریخ گذاری فسیل های شاخص اشتباه باشد، نتایج گمراه کننده ای به دست می آید. [61] چینه شناسی و چینه شناسی زیستی به طور کلی می توانند تنها قدمت نسبی را ارائه دهند ( A قبل از B بود )، که اغلب برای مطالعه تکامل کافی است. با این حال، به دلیل مشکلاتی که در تطبیق سنگ های هم سن در قاره ها وجود دارد، برای برخی دوره های زمانی دشوار است . [61] روابط شجره خانواده همچنین به محدود کردن تاریخ اولین ظهور دودمان کمک می کند. برای مثال، اگر فسیلهای B یا C به X میلیون سال قبل برمیگردند و «شجره خانواده» محاسبهشده میگوید A اجداد B و C بوده است، پس A باید زودتر تکامل یافته باشد.
با فرض اینکه جهشهای DNA با سرعت ثابتی انباشته میشوند، میتوان تخمین زد که دو کلاد زنده از چه زمانی از هم جدا شدهاند، به عبارت دیگر تقریباً چه مدت پیش آخرین اجداد مشترک آنها باید زندگی میکرده باشد. با این حال، این « ساعتهای مولکولی » خطاپذیر هستند، و فقط زمانبندی تقریبی را ارائه میکنند: برای مثال، برای تخمین اینکه چه زمانی گروههایی که در انفجار کامبرین برای اولین بار تکامل یافتهاند، [62] و تخمینهایی که با تکنیکهای مختلف تولید میشوند ، به اندازه کافی دقیق و قابل اعتماد نیستند. ممکن است با ضریب دو تغییر کند. [63]
ارگانیسم ها به ندرت به عنوان فسیل در بهترین شرایط حفظ می شوند و تنها کسری از این فسیل ها کشف شده است. این امر با این واقعیت نشان میدهد که تعداد گونههای شناخته شده از طریق فسیلها کمتر از 5 درصد از تعداد گونههای زنده شناخته شده است، که نشان میدهد تعداد گونههایی که از طریق فسیلها شناخته میشوند باید بسیار کمتر از 1 درصد از همه گونههای موجود باشد. تا به حال زندگی کرده اند. [64] به دلیل شرایط خاص و نادری که برای فسیل شدن یک ساختار بیولوژیکی لازم است، تنها درصد کمی از اشکال حیات را می توان انتظار داشت که در اکتشافات نمایش داده شوند، و هر اکتشاف تنها نمایانگر یک تصویر فوری از روند تکامل است. خود این گذار را فقط میتوان با فسیلهای انتقالی نشان داد و تأیید کرد، که هرگز یک نقطه نیمه دقیق را نشان نمیدهند. [65]
سوابق فسیلی به شدت نسبت به موجودات دارای اجزای سخت تعصب دارد، و بیشتر گروههای موجودات نرم بدن نقشی کم یا بدون نقش دارند. [64] مملو از نرم تنان ، مهره داران ، خارپوستان ، بازوپایان و گروهی از بندپایان است . [66]
مکانهای فسیلی با حفاظت استثنایی - گاهی شامل بافتهای نرم حفظ شده - به نام Lagerstätten - آلمانی برای "مکانهای ذخیرهسازی" شناخته میشوند . این سازندها ممکن است از دفن لاشه در یک محیط بدون اکسیژن با حداقل باکتری ناشی شده باشند، بنابراین تجزیه را کند می کنند. Lagerstätten زمان زمین شناسی از دوره کامبرین تا به امروز را در بر می گیرد . در سرتاسر جهان، برخی از بهترین نمونههای فسیلسازی تقریباً بینقص عبارتند از شیلهای کامبرین مائوتیانشان و شیل برگس ، تخته سنگهای دونین هانسروک ، سنگ آهک سولنهوفن ژوراسیک ، و محلات کرک مازون کربونیفر .
زمانی گفته می شود که یک فسیل مجدداً تبلور می یابد که ترکیبات اسکلتی اصلی هنوز وجود داشته باشند اما به شکل کریستالی متفاوتی مانند آراگونیت تا کلسیت باشند . [67]
جایگزینی زمانی اتفاق می افتد که پوسته، استخوان یا بافت دیگر با ماده معدنی دیگری جایگزین شود. در برخی موارد جایگزینی مواد معدنی پوسته اصلی به قدری تدریجی و در مقیاسهای ظریفی اتفاق میافتد که ویژگیهای ریزساختاری علیرغم از بین رفتن کلی مواد اولیه حفظ میشود. دانشمندان می توانند در هنگام تحقیق در مورد ساختار تشریحی گونه های باستانی از چنین فسیل هایی استفاده کنند. [68] چندین گونه از سوریدها از فسیلهای دایناسورهای معدنی شناسایی شدهاند. [69] [70]
پرمینرالیزاسیون فرآیندی از فسیل شدن است که زمانی رخ می دهد که یک موجود زنده دفن شود. فضاهای خالی موجود در یک موجود زنده (فضاهای پر از مایع یا گاز در طول زندگی) با آب زیرزمینی غنی از مواد معدنی پر می شود . مواد معدنی از آب های زیرزمینی رسوب می کنند و فضاهای خالی را اشغال می کنند. این فرآیند می تواند در فضاهای بسیار کوچک، مانند دیواره سلولی یک سلول گیاهی رخ دهد . پرمینرالیزاسیون در مقیاس کوچک می تواند فسیل های بسیار دقیقی تولید کند. [71] برای اینکه معدنی شدن اتفاق بیفتد، ارگانیسم باید بلافاصله پس از مرگ توسط رسوب پوشیده شود، در غیر این صورت بقایای آن توسط لاشخورها یا تجزیه از بین می روند. [72] میزان پوسیده شدن بقایای آن هنگام پوشاندن جزئیات بعدی فسیل را تعیین می کند. برخی از فسیل ها فقط از بقایای اسکلتی یا دندان تشکیل شده اند. سایر فسیل ها حاوی آثاری از پوست ، پر یا حتی بافت نرم هستند. [73] این نوعی دیاژنز است .
این شامل فرآیند فسیل سازی است که در آن مواد آلی با مواد معدنی کلسیم - فسفات فراوان جایگزین می شود . فسیل های تولید شده به ویژه متراکم هستند و رنگ تیره ای دارند که از نارنجی تیره تا سیاه متغیر است. [74]
این حفاظت از فسیل شامل عناصر گوگرد و آهن است . موجودات زنده ممکن است زمانی که در رسوبات دریایی اشباع شده از سولفید آهن قرار دارند، پیریته شوند. با تجزیه مواد آلی، سولفید آزاد می شود که با آهن محلول در آب های اطراف واکنش می دهد و پیریت را تشکیل می دهد . پیریت به دلیل اشباع کم کربنات در آب های اطراف جایگزین مواد پوسته کربنات می شود. برخی از گیاهان وقتی در زمین های رسی قرار می گیرند، اما به میزان کمتری نسبت به محیط های دریایی، پیریت می شوند. برخی از فسیلهای پیریتیزه شده عبارتند از : میکروفسیلهای پرکامبرین ، بندپایان دریایی و گیاهان. [75] [76]
در سیلیسسازی ، رسوب سیلیس از تودههای آبی اشباع برای حفظ فسیلها بسیار مهم است. آب مملو از مواد معدنی در منافذ و سلولهای برخی ارگانیسمهای مرده نفوذ میکند و در آنجا به ژل تبدیل میشود . با گذشت زمان، ژل کم آب می شود و ساختار کریستالی غنی از سیلیس را تشکیل می دهد که می تواند به شکل کوارتز ، کلسدونی ، عقیق ، عقیق و سایر موارد با شکل باقیمانده اصلی بیان شود. [77] [78]
در برخی موارد، بقایای اصلی ارگانیسم به طور کامل حل می شوند یا در غیر این صورت از بین می روند. سوراخ باقیمانده به شکل ارگانیسم در سنگ، قالب خارجی نامیده می شود . اگر بعداً این فضای خالی با رسوب پر شود، قالب به دست آمده شبیه چیزی است که ارگانیسم به نظر می رسد. اندوکاست یا قالب داخلی ، نتیجه رسوباتی است که درون یک موجود زنده را پر می کند، مانند داخل یک دوکفه ای یا حلزون یا حفره جمجمه . [79] اندوکاست ها گاهی اوقات Steinkerns نامیده می شوند ، به خصوص زمانی که دوکفه ای ها به این روش حفظ می شوند. [80]
این شکل خاصی از قالب گیری و قالب گیری است. اگر شیمی درست باشد، ارگانیسم (یا قطعه ای از ارگانیسم) می تواند به عنوان هسته ای برای رسوب مواد معدنی مانند سیدریت عمل کند و در نتیجه یک گره در اطراف آن تشکیل شود. اگر این به سرعت قبل از پوسیدگی قابل توجه در بافت آلی اتفاق بیفتد، جزئیات مورفولوژیکی سه بعدی بسیار ظریف را می توان حفظ کرد. ندولهای موجود در بسترهای فسیلی کربونیفر مازون کریک در ایلینوی، ایالات متحده، یکی از بهترین نمونههای مستند از چنین کانیسازی هستند. [81]
فسیلهای فشرده ، مانند فسیلهای سرخس، نتیجه کاهش شیمیایی مولکولهای آلی پیچیدهای هستند که بافتهای ارگانیسم را تشکیل میدهند. در این مورد، فسیل از مواد اصلی تشکیل شده است، البته در یک حالت ژئوشیمیایی تغییر یافته است. این تغییر شیمیایی بیانگر دیاژنز است . اغلب چیزی که باقی می ماند یک لایه کربنی است که به عنوان فیتولیم شناخته می شود، در این صورت فسیل به عنوان فشرده شناخته می شود. با این حال، اغلب، فیتولیم گم میشود و تنها چیزی که باقی میماند اثری از ارگانیسم موجود در سنگ است - یک فسیل اثر. با این حال، در بسیاری از موارد، فشرده سازی و تاثیرگذاری با هم اتفاق می افتد. به عنوان مثال، هنگامی که سنگ باز می شود، فیتولیم اغلب به یک قسمت (فشرده سازی) متصل می شود، در حالی که همتای آن فقط یک اثر است. به همین دلیل، یک اصطلاح دو حالت حفظ را در بر می گیرد: تذکر . [82]
فسیلهایی که کربنیزه یا زغالشده هستند از بقایای آلی تشکیل شدهاند که عمدتاً به عنصر شیمیایی کربن کاهش یافتهاند. فسیلهای کربنی شده از یک لایه نازک تشکیل شدهاند که شبح ارگانیسم اصلی را تشکیل میدهد و بقایای آلی اولیه معمولاً بافتهای نرم بودند. فسیلهای زغالشده عمدتاً از زغال سنگ تشکیل شدهاند و بقایای آلی اولیه معمولاً از نظر ترکیب چوبی بودند.
به دلیل قدمت آنها، یک استثنای غیرمنتظره برای تغییر بافتهای موجودات زنده با کاهش شیمیایی مولکولهای آلی پیچیده در طول فسیلسازی، کشف بافت نرم در فسیلهای دایناسورها، از جمله رگهای خونی، و جداسازی پروتئینها و شواهدی برای قطعات DNA بوده است. . [84] [85] [86] [87] در سال 2014، مری شوایتزر و همکارانش وجود ذرات آهن ( گوتیت -aFeO(OH)) را گزارش کردند که با بافت نرم بازیابی شده از فسیل دایناسورها مرتبط است. بر اساس آزمایشهای مختلفی که برهمکنش آهن در هموگلوبین را با بافت رگهای خونی مطالعه کردند، پیشنهاد کردند که هیپوکسی محلول همراه با کیلیت آهن ، پایداری و حفظ بافت نرم را افزایش میدهد و مبنایی را برای توضیحی برای حفظ پیشبینینشده بافتهای نرم فسیلی فراهم میکند. [88] با این حال، یک مطالعه کمی قدیمیتر بر اساس هشت گونه از زمان دونین تا ژوراسیک نشان داد که فیبرهای به خوبی حفظ شده که احتمالاً نمایانگر کلاژن هستند در همه این فسیلها حفظ شدهاند و کیفیت حفظ بیشتر به ترتیب بستگی دارد. از الیاف کلاژن، با بسته بندی محکم که به حفظ خوب کمک می کند. [89] به نظر می رسید هیچ ارتباطی بین سن زمین شناسی و کیفیت حفاظت در آن بازه زمانی وجود ندارد.
بیوایموراسیون زمانی اتفاق میافتد که یک ارگانیسم اسکلتی بیش از حد رشد میکند یا در غیر این صورت ارگانیسم دیگری را زیرمجموعه میگیرد، و آن دومی یا اثری از آن را در اسکلت حفظ میکند. [91] معمولاً این یک ارگانیسم اسکلتی بیپایان است ، مانند بریوزوآر یا صدف ، که در امتداد یک بستر رشد میکند و سایر اسکلروبیونهای بیپایان را میپوشاند . گاهی اوقات ارگانیسم زیستی دارای بدن نرم است و سپس به عنوان نوعی کپک خارجی در حالت تسکین منفی حفظ می شود. همچنین مواردی وجود دارد که یک موجود زنده در بالای یک موجود اسکلتی زنده قرار می گیرد که به سمت بالا رشد می کند و ساکنان را در اسکلت خود حفظ می کند. Bioimmuration در پیشینه فسیلی از اردویسین [92] تا اخیر شناخته شده است. [91]
فسیلهای شاخص (همچنین به عنوان فسیلهای راهنما، فسیلهای شاخص یا فسیلهای منطقه شناخته میشوند) فسیلهایی هستند که برای تعریف و شناسایی دورههای زمینشناسی (یا مراحل جانوری) استفاده میشوند. آنها بر این فرض کار می کنند که اگرچه رسوبات مختلف ممکن است بسته به شرایطی که در آن نهشته شده اند متفاوت به نظر برسند، اما ممکن است بقایای همان گونه فسیلی را شامل شود. هرچه محدوده زمانی گونهها کوتاهتر باشد، رسوبات مختلف با دقت بیشتری میتوانند همبستگی داشته باشند و بنابراین فسیلهای گونههایی که به سرعت در حال تکامل هستند بسیار ارزشمند هستند. بهترین فسیلهای شاخص رایج هستند، به راحتی در سطح گونهها شناسایی میشوند و پراکنش وسیعی دارند، در غیر این صورت احتمال یافتن و شناسایی یکی از این دو رسوب ضعیف است.
فسیلهای ردیابی عمدتاً از ردپاها و حفرهها تشکیل شدهاند، اما همچنین شامل کوپرولیتها ( مدفوع فسیلی ) و آثار باقیمانده از تغذیه میشوند. [93] [94] فسیلهای ردیابی بهویژه مهم هستند، زیرا منبع دادهای را نشان میدهند که به حیواناتی با قطعات سخت فسیلشده به راحتی محدود نمیشود، و رفتارهای حیوانات را منعکس میکنند. بسیاری از آثار به طور قابل توجهی زودتر از فسیلهای بدن حیواناتی که تصور میشود قادر به ساختن آنها بودهاند، هستند. [95] در حالی که انتساب دقیق فسیل های ردیابی به سازندگان آنها به طور کلی غیرممکن است، ردیابی ها برای مثال ممکن است اولین شواهد فیزیکی از ظهور حیوانات نسبتاً پیچیده (قابل مقایسه با کرم های خاکی ) را ارائه دهند. [94]
کوپرولیت ها بر خلاف فسیل های بدن به عنوان فسیل های ردیابی طبقه بندی می شوند، زیرا به جای ریخت شناسی، شواهدی برای رفتار حیوان (در این مورد، رژیم غذایی) ارائه می دهند. آنها اولین بار توسط ویلیام باکلند در سال 1829 توصیف شدند . آنها هدف ارزشمندی در دیرینه شناسی دارند زیرا شواهد مستقیمی از شکار و رژیم غذایی موجودات منقرض شده ارائه می دهند. [96] کوپرولیت ها ممکن است از چند میلی متر تا بیش از 60 سانتی متر اندازه داشته باشند.
فسیل انتقالی هر گونه بقایای فسیل شده از شکل حیات است که ویژگیهای مشترک را هم برای یک گروه اجدادی و هم برای گروه نوادگان مشتق شده از خود نشان میدهد. [97] این امر به ویژه در مواردی مهم است که گروه اولاد به شدت توسط آناتومی و نحوه زندگی از گروه اجدادی متمایز می شود. به دلیل ناقص بودن سوابق فسیلی، معمولاً هیچ راهی وجود ندارد که دقیقاً بدانیم یک فسیل انتقالی چقدر به نقطه واگرایی نزدیک است. این فسیلها یادآور این نکته هستند که تقسیمبندیهای طبقهبندی سازههای انسانی هستند که در آیندهای نزدیک بر زنجیرهای از تغییرات تحمیل شدهاند.
میکروفسیل یک اصطلاح توصیفی است که برای گیاهان و جانوران فسیل شده ای به کار می رود که اندازه آنها درست در سطح یا کمتر از سطحی است که فسیل را می توان با چشم غیر مسلح آنالیز کرد. یک نقطه برش معمول بین فسیلهای "میکرو" و "ماکرو" 1 میلیمتر است. میکروفسیل ها ممکن است به خودی خود موجودات کامل (یا تقریباً کامل) باشند (مانند پلانکرهای دریایی روزن داران و کوکولیتوفورها ) یا اجزای سازنده (مانند دندان های کوچک یا هاگ ) حیوانات یا گیاهان بزرگتر. ریزفسیلها بهعنوان مخزن اطلاعات دیرینهاقلیمی از اهمیت حیاتی برخوردار هستند و معمولاً توسط چینهنگاران زیستی برای کمک به همبستگی واحدهای سنگی استفاده میشوند.
رزین فسیلی (به زبان عامیانه کهربا نامیده می شود ) یک پلیمر طبیعی است که در بسیاری از اقشار در سراسر جهان، حتی قطب شمال یافت می شود . قدیمی ترین رزین فسیلی مربوط به دوره تریاس است ، هرچند که بیشتر آن به سنوزوئیک باز می گردد . تصور می شود که دفع رزین توسط گیاهان خاص یک سازگاری تکاملی برای محافظت در برابر حشرات و مهر و موم کردن زخم ها باشد. رزین فسیلی اغلب حاوی فسیل های دیگری به نام آخال است که توسط رزین چسبنده گرفته شده است. اینها شامل باکتری ها، قارچ ها، سایر گیاهان و حیوانات می شوند. اجزاء حیوانات معمولاً بی مهرگان کوچک ، عمدتاً بندپایان مانند حشرات و عنکبوتها، و به ندرت مهرهدارانی مانند مارمولکهای کوچک هستند. حفظ آخال ها می تواند بسیار عالی باشد، از جمله قطعات کوچک DNA .
فسیل مشتق شده ، بازسازی شده یا remanié فسیلی است که در سنگ یافت می شود و دیرتر از زمان مرگ حیوان یا گیاه فسیل شده انباشته شده است. [98] فسیلهای بازسازیشده با فرسایش فسیلهای نبش قبر (آزادسازی) از صخرههایی که در ابتدا در آن نهشته شدهاند و رسوب مجدد آنها در یک کانسار رسوبی جوانتر ایجاد میشوند.
چوب فسیلی چوبی است که در آثار فسیلی حفظ شده است. چوب معمولاً بخشی از گیاه است که به بهترین وجه نگهداری می شود (و به راحتی پیدا می شود). چوب فسیلی ممکن است سنگ شده باشد یا نباشد . چوب فسیلی ممکن است تنها بخشی از گیاه باشد که حفظ شده است. [99] بنابراین چنین چوبی ممکن است نوع خاصی از نام گیاه شناسی را دریافت کند . این معمولاً شامل "xylon" و اصطلاحی است که میل احتمالی آن را نشان می دهد، مانند Araucarioxylon (چوب Araucaria یا برخی از جنس های مرتبط)، Palmoxylon (چوب یک نخل نامشخص )، یا Castanoxylon (چوب یک chinkapin نامشخص ). [100]
اصطلاح ساب فسیل را می توان برای اشاره به بقایایی مانند استخوان ها، لانه ها یا رسوبات مدفوعی استفاده کرد که فرآیند فسیل شدن آنها کامل نیست، یا به این دلیل که مدت زمانی از زندگی حیوان درگیر بسیار کوتاه است یا به دلیل شرایطی که در آن بقایای دفن شده برای فسیل سازی بهینه نبودند. [101] زیر فسیلها اغلب در غارها یا پناهگاههای دیگری یافت میشوند که میتوان آنها را برای هزاران سال حفظ کرد. [102] اهمیت اصلی زیرفسیل در مقابل بقایای فسیلی این است که اولی حاوی مواد آلی است که می تواند برای تاریخ گذاری رادیوکربن یا استخراج و توالی یابی DNA ، پروتئین ، یا سایر مولکول های زیستی استفاده شود. علاوه بر این، نسبت های ایزوتوپ می تواند اطلاعات زیادی در مورد شرایط اکولوژیکی که در آن حیوانات منقرض شده زندگی می کردند، ارائه دهد. زیر فسیل ها برای مطالعه تاریخچه تکاملی یک محیط مفید هستند و می توانند برای مطالعات در دیرینه اقلیم شناسی مهم باشند .
زیر فسیل ها اغلب در محیط های رسوبی مانند رسوبات دریاچه ها، رسوبات اقیانوسی و خاک یافت می شوند. پس از رسوب، هوازدگی فیزیکی و شیمیایی می تواند وضعیت حفاظت را تغییر دهد و زیر فسیل های کوچک نیز می توانند توسط موجودات زنده بلعیده شوند . بقایای زیر فسیلی که مربوط به دوره مزوزوئیک هستند بسیار نادر هستند، معمولاً در حالت پوسیدگی پیشرفته هستند، و در نتیجه بحث های زیادی در مورد آنها وجود دارد. [103] بخش وسیعی از مواد زیر فسیلی از رسوبات کواترنر ، از جمله بسیاری از کپسولهای زیرفسیل شده سر کایرونومید ، کاراپاس استراکد ، دیاتومهها و روزنداران به دست میآیند .
برای بقایایی مانند صدفهای دریایی نرم تنان ، که غالباً ترکیب شیمیایی خود را در طول زمان زمینشناسی تغییر نمیدهند، و گاهی اوقات حتی ممکن است ویژگیهایی مانند نشانههای رنگی اصلی را برای میلیونها سال حفظ کنند، برچسب «زیر فسیل» به پوستههایی اطلاق میشود که درک میشود. هزاران سال قدمت دارند، اما در سن هولوسن هستند ، و بنابراین به اندازه کافی پیر نیستند که از دوران پلیستوسن باشند . [104]
فسیلهای شیمیایی یا شیمیفسیلها، مواد شیمیایی هستند که در سنگها و سوختهای فسیلی (نفت، زغالسنگ و گاز طبیعی) یافت میشوند که نشانهای ارگانیک برای زندگی باستانی ارائه میدهند. فسیل های مولکولی و نسبت ایزوتوپ ها نشان دهنده دو نوع فسیل شیمیایی هستند. [105] قدیمیترین آثار حیات روی زمین فسیلهایی از این نوع هستند، از جمله ناهنجاریهای ایزوتوپ کربن موجود در زیرکنها که حاکی از وجود حیات در 4.1 میلیارد سال پیش است. [10] [11]
استروماتولیت ها ساختارهای برافزایشی لایه ای هستند که در آب های کم عمق به دام انداختن، اتصال و سیمان شدن دانه های رسوبی توسط بیوفیلم های میکروارگانیسم ها ، به ویژه سیانوباکتری ها ، تشکیل می شوند . [106] استروماتولیت ها برخی از باستانی ترین سوابق فسیلی از حیات روی زمین را ارائه می دهند که قدمت آنها به بیش از 3.5 میلیارد سال پیش بازمی گردد. [107]
استروماتولیت ها در دوران پرکامبرین بسیار زیادتر بودند. در حالی که قدیمی تر، بقایای فسیل آرکئن فرض می شود که مستعمرات سیانوباکتری ها هستند ، فسیل های جوان تر (یعنی پروتروزوییک ) ممکن است اشکال اولیه کلروفیت های یوکاریوتی (یعنی جلبک های سبز ) باشند . یکی از جنسهای استروماتولیت که در سوابق زمینشناسی بسیار رایج است Collenia است . قدیمی ترین استروماتولیت با منشا میکروبی تایید شده به 2.724 میلیارد سال پیش برمی گردد. [108]
یک کشف در سال 2009 شواهد قوی از گسترش استروماتولیت های میکروبی به 3.45 میلیارد سال پیش ارائه می دهد. [109] [110]
استروماتولیت ها جزء اصلی رکوردهای فسیلی برای 3.5 میلیارد سال اول زندگی هستند که در حدود 1.25 میلیارد سال پیش به اوج خود رسیده اند. [109] متعاقباً از فراوانی و تنوع آنها کاسته شد، [111] که در آغاز کامبرین به 20 درصد از اوج خود کاهش یافت. گستردهترین توضیحی که پشتیبانی میشود این است که سازندگان استروماتولیت قربانی موجودات چرا شدند ( انقلاب بستر کامبرین )، که نشان میدهد موجودات به اندازه کافی پیچیده بیش از 1 میلیارد سال پیش رایج بودهاند. [112] [113] [114]
ارتباط بین فراوانی گریزر و استروماتولیت در تابش تکاملی اردوویسین جوان به خوبی ثبت شده است . فراوانی استروماتولیت نیز پس از انقراض پایان اردویسین و پایان پرمین حیوانات دریایی را از بین برد، افزایش یافت و با بهبود حیوانات دریایی به سطوح قبلی بازگشت. [115] نوسانات در جمعیت متازوئن و تنوع ممکن است تنها عامل در کاهش فراوانی استروماتولیت نبوده باشد. عواملی مانند شیمی محیط ممکن است مسئول تغییرات بوده باشند. [116]
در حالی که سیانوباکتریهای پروکاریوتی خود به صورت غیرجنسی از طریق تقسیم سلولی تولید مثل میکنند، آنها در آمادهسازی محیط برای رشد تکاملی موجودات یوکاریوتی پیچیدهتر نقش مهمی داشتند . سیانوباکتری ها (و همچنین گاماپروتئوباکتری های اکستروموفیل ) تا حد زیادی مسئول افزایش میزان اکسیژن در جو زمین اولیه از طریق ادامه فتوسنتز خود هستند . سیانوباکتری ها از آب ، دی اکسید کربن و نور خورشید برای تولید غذای خود استفاده می کنند. لایه ای از مخاط اغلب بر روی تشک سلول های سیانوباکتری تشکیل می شود. در تشکهای میکروبی مدرن، زبالههای زیستگاه اطراف میتوانند در داخل مخاط به دام بیفتند، که میتواند توسط کربنات کلسیم سیمان شود تا لایههای نازکی از سنگ آهک رشد کند . این لایهبندیها میتوانند در طول زمان ایجاد شوند و در نتیجه الگوی نواری رایج در استروماتولیتها ایجاد شود. مورفولوژی داخلی استروماتولیت های بیولوژیکی نتیجه رشد عمودی لازم برای نفوذ مداوم نور خورشید به ارگانیسم ها برای فتوسنتز است. ساختارهای رشد کروی لایه ای به نام انکولیت ها مشابه استروماتولیت ها هستند و از سوابق فسیلی نیز شناخته شده اند . ترومبولیتها ساختارهای لختهشده ضعیف یا لمینتشده هستند که توسط سیانوباکتریهای رایج در فسیلها و رسوبات مدرن تشکیل شدهاند. [108]
منطقه دره رودخانه زبرا در سکوی کوبیس در کوههای زاریس در جنوب غربی نامیبیا نمونهای کاملاً آشکار از صخرههای ترومبولیت-استروماتولیت-متازوئن است که در طول دوره پروتروزوئیک توسعه یافتهاند، استروماتولیتها در اینجا در مکانهای افزایش یافته و تحت شرایط بهتر توسعه مییابند. سرعت جریان بالاتر و هجوم رسوب بیشتر. [117]
شبه فسیل ها الگوهای بصری در سنگ ها هستند که توسط فرآیندهای زمین شناسی به جای فرآیندهای بیولوژیکی تولید می شوند. به راحتی می توان آنها را با فسیل های واقعی اشتباه گرفت. برخی از شبه فسیلها، مانند کریستالهای دندریت زمینشناسی ، از شکافهای طبیعی در سنگ تشکیل میشوند که با نفوذ مواد معدنی پر میشوند. انواع دیگر شبه فسیل ها سنگ معدن کلیه (شکل های گرد در سنگ آهن) و عقیق خزه ای هستند که شبیه خزه یا برگ های گیاه هستند. بتن ، گره های کروی یا بیضی شکل که در برخی از لایه های رسوبی یافت می شوند، زمانی تصور می شد که تخم دایناسور هستند و اغلب با فسیل ها نیز اشتباه می شوند.
پیشنهاد شده است که مواد معدنی زیستی می توانند شاخص های مهمی از حیات فرازمینی باشند و بنابراین می توانند نقش مهمی در جستجوی حیات گذشته یا حال در سیاره مریخ ایفا کنند . علاوه بر این، اعتقاد بر این است که اجزای آلی ( زیست امضاها ) که اغلب با مواد معدنی زیستی مرتبط هستند، نقش مهمی در واکنشهای پیشزیستی و زیستی دارند. [118]
در 24 ژانویه 2014، ناسا گزارش داد که مطالعات کنونی مریخ نوردهای کنجکاوی و فرصت بر روی مریخ اکنون به دنبال شواهدی از حیات باستانی، از جمله یک بیوسفر مبتنی بر میکروارگانیسمهای اتوتروف ، شیمیتروف و/یا کمولیتوآتوتروف ، و همچنین آب باستانی، از جمله فلوویو هستند. - محیط های دریاچه ای ( دشت های مربوط به رودخانه ها یا دریاچه های باستانی) که ممکن است قابل سکونت بوده باشند . [119] [120] [121] [122] جستوجوی شواهدی از قابلیت سکونت ، تافونومی (مربوط به فسیلها)، و کربن آلی در سیاره مریخ اکنون یکی از اهداف اولیه ناسا است . [119] [120]
طبق یک فرضیه، یک گلدان کورنتی متعلق به قرن ششم قبل از میلاد ، قدیمیترین اثر هنری از فسیل مهرهداران است، شاید یک زرافه میوسن با عناصری از گونههای دیگر ترکیب شده باشد. [123] با این حال، مطالعه بعدی با استفاده از هوش مصنوعی و ارزیابی های متخصص این ایده را رد کرد، زیرا پستانداران استخوان های چشمی که در هیولای نقاشی شده نشان داده شده است ندارند. از نظر ریخت شناسی، نقاشی گلدان مربوط به خزنده گوشتخوار از خانواده Varanidae است که هنوز در مناطق اشغال شده توسط یونان باستان زندگی می کند. [124]
تجارت فسیلی عمل خرید و فروش فسیل است. این کار بارها به صورت غیرقانونی با آثار به سرقت رفته از سایت های تحقیقاتی انجام می شود و هر ساله هزینه بسیاری از نمونه های علمی مهم را به همراه دارد. [125] این مشکل در چین کاملاً آشکار است، جایی که بسیاری از نمونه ها به سرقت رفته اند. [126]
جمع آوری فسیل (گاهی اوقات، به معنای غیر علمی، شکار فسیل) مجموعه ای از فسیل ها برای مطالعه علمی، سرگرمی یا سود است. جمعآوری فسیل، همانطور که توسط آماتورها انجام میشود، سلف دیرینهشناسی مدرن است و بسیاری هنوز هم فسیلها را جمعآوری میکنند و فسیلها را به صورت آماتور مطالعه میکنند. حرفه ای ها و آماتورها به طور یکسان فسیل ها را برای ارزش علمی شان جمع آوری می کنند.
استفاده از فسیل ها برای رسیدگی به مسائل بهداشتی ریشه در طب سنتی دارد و شامل استفاده از فسیل ها به عنوان طلسم می شود . فسیل خاصی که برای کاهش یا درمان یک بیماری استفاده می شود، اغلب بر اساس شباهت آن به علائم یا اندام آسیب دیده است. سودمندی فسیل ها به عنوان دارو تقریباً به طور کامل یک اثر دارونما است ، اگرچه مواد فسیلی ممکن است دارای فعالیت ضد اسیدی باشند یا مواد معدنی ضروری را تامین کنند . [127] استفاده از استخوانهای دایناسور بهعنوان «استخوانهای اژدها» در طب سنتی چینی تا دوران مدرن ادامه داشته است، با استخوانهای دایناسور اواسط کرتاسه برای این منظور در شهرستان رویانگ در اوایل قرن بیست و یکم استفاده میشد. [128]
فسیلی متشکل از یک توده سنگی که به شکل گل یا رسوب وارد یک جسم طبیعی توخالی (مانند یک پوسته دوکفه ای) شده، تثبیت شده و پس از انحلال قالب به صورت ریخته گری باقی می ماند.