Istoria paleontologiei

„ Duria Antiquior - An Old Dorset ” este o acuarelă pictată în 1830 de geologul Henry De la Beche pe baza fosilelor găsite de Mary Anning . Sfârșitul secolului al XVIII-lea și începutul secolului al XIX-lea au fost o perioadă de schimbări rapide și dramatice în ideile despre istoria vieții pe Pământ.

Istoria paleontologiei urmărește istoria eforturilor întreprinse pentru a înțelege evoluția vieții pe Pământ prin studierea rămășițelor fosile lăsate de organismele vii. Deoarece se ocupă de înțelegerea organismelor vii din trecut, paleontologia poate fi considerată un domeniu al biologiei, dar dezvoltarea sa istorică a fost strâns legată de geologie și de efortul de a înțelege istoria Pământului în sine.

În cele mai vechi timpuri, Xenofan , Herodot , Eratostene și Strabon se ocupau de fosilele organismelor marine. Vechii chinezi i-au privit ca pe oase de dragon și i-au documentat ca atare. ^[1] În Evul Mediu , fosilele au fost discutate de naturalistul persan Ibn Sina (cunoscut sub numele de Avicenna în Europa) în Cartea vindecării , propunând o teorie a fluidelor pietrificante care va fi elaborată de Albert de Saxonia abia în secolul al XIV-lea. . Naturalistul chinez Shen Kuo a propus o teorie a schimbărilor climatice cu dovezi bazate pe bambus pietrificat.

Între secolele 15 și 18, studiul sistematic al fosilelor a apărut ca parte integrantă a schimbărilor filozofiei naturale . ^[2] Natura fosilelor și relația lor cu viața au fost mai bine înțelese în secolele XVII și XVIII; la sfârșitul secolului al XVIII-lea, opera lui Georges Cuvier a încheiat o lungă dezbatere asupra realității dispariției , ducând la apariția paleontologiei, în asociere cu anatomia comparată , ca disciplină științifică. Cunoașterea tot mai mare a înregistrărilor fosile a jucat, de asemenea, un rol din ce în ce mai mare în dezvoltarea geologiei și în special în stratigrafie .

În 1822, cuvântul „paleontologie” a fost folosit de editorul unei reviste științifice franceze pentru a se referi la studiul organismelor vii antice prin intermediul fosilelor. În prima jumătate a secolului al XIX-lea, activitatea geologică și paleontologică a devenit din ce în ce mai bine organizată, odată cu creșterea societăților și muzeelor ​​geologice și a unui număr tot mai mare de geologi profesioniști și specialiști în fosile. Acest lucru a contribuit la o creștere rapidă a cunoașterii istoriei vieții pe Pământ și la progresul către definirea scalei de timp geologice în mare parte pe baza dovezilor fosile. Pe măsură ce cunoașterea istoriei vieții a continuat să se îmbunătățească, a devenit din ce în ce mai evident că a existat un fel de ordine succesivă în dezvoltarea vieții. Acest lucru ar fi încurajat teoriile evolutive timpurii despre transmutarea speciilor . ^[3] După ce Charles Darwin a publicat Originea speciilor în 1859, o mare parte din atenția paleontologiei a trecut la înțelegerea căilor evolutive , inclusiv a evoluției umane și a teoriei evoluției. ^[3]

Ultima jumătate a secolului al XIX-lea a cunoscut o expansiune enormă a activității paleontologice, în special în America de Nord . ^[2] Tendința a continuat până în secolul al XX-lea, odată cu colectarea sistematică de fosile în alte regiuni ale Pământului, după cum a demonstrat o serie de descoperiri importante din China către sfârșitul aceluiași secol. Au fost descoperite multe fosile de tranziție și acum se crede că există dovezi abundente despre modul în care sunt legate toate clasele de vertebrate , în mare parte sub forma acestor fosile. ^[4] Ultimele decenii ale secolului XX au văzut un interes reînnoit pentru extincțiile în masă și rolul lor în evoluția vieții pe Pământ. ^[5] A existat, de asemenea, un interes reînnoit pentru explozia cambriană , care a văzut dezvoltarea planurilor structurale pentru majoritatea filelor animale. Descoperirea fosilelor din biota Ediacara și evoluțiile în paleobiologie au extins cunoștințele despre istoria vieții în timpurile cambriene mai vechi.

Înainte de secolul al XVII-lea

Din secolul al VI-lea î.Hr., Xenophon (570-480 î.Hr.) și mai târziu Herodot (484-425 î.Hr.), Eratostene (276-194 î.Hr.), Strabon (64 î.Hr.-24 d.Hr.) au tratat în fosile de organisme marine și au emis ipoteza că pietrele în care au fost găsite au fost odată sub apă. ^[6]

În timpul Evului Mediu , fosilele au fost discutate de naturalistul persan Ibn Sina (980-1037) în Cartea vindecării (1027). ^[2] El a modificat ideea lui Aristotel despre expirațiile vaporoase, propunând o teorie a fluidelor pietrificante ( succus lapidificatus ), care a fost elaborată de Albert de Saxonia abia în secolul al XIV-lea. ^[7] Naturalistul chinez Shen Kuo (1031-1095), a folosit fosile marine găsite în Munții Taihang pentru a deduce existența unor procese geologice precum geomorfologia și schimbarea coastelor marine în timp. ^[8] Folosind observația sa despre bambusii petrifiați conservați găsiți sub pământ în Yan'an , el a susținut o teorie a schimbărilor climatice treptate, deoarece orașul se afla într-o zonă cu climat uscat care nu susținea un habitat pentru creșterea bambusului. ^[9]

Ca urmare a unui nou accent pus pe observarea, clasificarea și catalogarea naturii, filozofii naturali din secolul al XVI-lea din Europa au început să stabilească colecții mari de obiecte fosile (precum și colecții de exemplare de plante și animale), care au fost adesea păstrate în dulapuri special construite. pentru a-i ajuta să-i organizeze. Conrad Gessner (1516-1565) a publicat o lucrare din 1565 despre fosile care conținea una dintre primele descrieri detaliate ale acestor colecții. Colecția aparținea unui membru al vastei rețele de corespondenți pe care Gessner i-a folosit pentru lucrările sale. Astfel de rețele informale de corespondență între filozofi și colecționari naturali au devenit din ce în ce mai importante în secolul al XVI-lea și au fost precursori direcți ai societăților științifice care ar începe să se formeze în secolul al XVII-lea. Aceste colecții de dulapuri și plase asortate au jucat un rol important în dezvoltarea filozofiei naturale. ^[10] Cu toate acestea, majoritatea europenilor din secolul al XVI-lea nu au recunoscut că fosilele sunt rămășițele organismelor vii. Etimologia cuvântului fosilă derivă din latină pentru a indica lucruri care au fost excavate. Din acest motiv, termenul a fost aplicat unei mari varietăți de obiecte de tip piatră și de piatră, indiferent dacă au o origine organică. Scriitorii din secolul al XVI-lea precum Gessner și Georg Agricola (1494-1555) erau mai interesați să clasifice astfel de obiecte pe baza proprietăților lor fizice și mistice, mai degrabă decât să le determine originile. ^[11] Mai mult, filosofia naturală a perioadei a încurajat explicații alternative pentru originea fosilelor. Atât școlile de filosofie aristotelice, cât și cele neoplatonice au susținut ideea că obiectele pietrificate ar putea crește în interiorul Pământului pentru a semăna cu ființele vii. Filosofia neoplatonică susținea că ar putea exista afinități între obiectele vii și cele nevii, care ar putea face ca una să semene cu cealaltă. Școala aristotelică susținea că semințele organismelor vii pot pătrunde în sol și pot genera obiecte similare cu aceleași organisme. ^[12]

Leonardo da Vinci și dezvoltarea paleontologiei

Leonardo da Vinci (1452-1519), s-a ocupat, într-o notă inițial nepublicată, de fosile de scoici marine. În foliile 8-10 din Leicester Codex , Leonardo a examinat subiectul organismelor fosile, abordând o întrebare recurentă în rândul contemporanilor săi: de ce găsim cochilii pietrificate în munți? ^[13] Leonardo a răspuns la această întrebare interpretând corect natura biogenă a moluștelor fosile și originea sedimentară a matricei lor. ^[14] Interpretarea lui Leonardo da Vinci pare extraordinar de inovatoare, deoarece a depășit trei secole de dezbateri științifice cu privire la natura organismelor fosile. ^{[15] [16] [17]} În acest fel a stabilit o linie de continuitate între cele două ramuri principale ale paleontologiei: paleontologia corpurilor organismelor fosile și icnologia. ^[13] De fapt, Leonardo s-a ocupat de ambele clase principale de fosile: fosilele organismelor, de exemplu cochilii fosilizate; icnofosile sau produsele fosilizate ale interacțiunilor viață-substrat. Alți naturaliști renascentisti au studiat icnofosilele nevertebratelor, dar niciuna dintre ele nu a ajuns la concluzii atât de exacte. ^[18] Considerațiile lui Leonardo asupra icnofosilelor sunt extraordinar de moderne nu numai în comparație cu cele ale contemporanilor săi, ci și cu interpretările din perioadele ulterioare. Într-adevăr, în secolul al XIX-lea, icnofosilele au fost interpretate ca fucoizi sau alge, iar adevărata lor natură a fost înțeleasă pe scară largă doar la începutul secolului al XX-lea. ^{[19] [20] [21]} Din aceste motive, Leonardo da Vinci este considerat meritat tatăl fondator al ambelor ramuri majore ale paleontologiei. ^[13]

secolul al 17-lea

Johann Jakob Scheuchzer a încercat să explice originea fosilelor prin inundații biblice în Herbarium of the Potop (1709)

În timpul iluminismului, schimbările fundamentale ale filozofiei naturale s-au reflectat în analiza fosilelor. În 1665 Athanasius Kircher (1602-1680) a atribuit oase gigantice raselor dispărute de oameni gigantici din Mundus subterraneus .

În același an, Robert Hooke (1635-1703) a publicat Micrographia , o colecție ilustrată a observațiilor sale la microscop. Una dintre aceste observații, intitulată „ Din lemn pietrificat și alte corpuri petrifiate ”, a inclus o comparație între lemnul pietrificat și lemnul obișnuit. El a concluzionat că lemnul pietrificat era un lemn normal impregnat cu „apă umplută cu particule pietroase și pământești”. El a sugerat apoi că diferite tipuri de cochilii fosile s-au format din cochilii obișnuiți printr-un proces similar. Hooke s-a ciocnit cu opinia predominantă că astfel de obiecte erau „Pietre formate dintr-o virtute plastică extraordinară latentă în Pământul însuși”. ^[22] Hooke credea că fosilele oferă dovezi pentru istoria vieții pe Pământ. Hooke a acceptat rapid posibilitatea ca unele dintre aceste fosile să reprezinte specii dispărute, probabil în catastrofele geologice din trecut. ^[23]

O ilustrație a lui Sthenon (1667) care arată un cap de rechin și dinții săi împreună cu dinții fosili pentru comparație.

În 1667 Steno (1638-1686) a scris un articol despre un cap de rechin pe care îl disecase și a comparat dinții rechinului cu obiecte comune fosile cunoscute sub numele de glossopetrae . El a concluzionat că aceste fosile trebuie să fi fost dinți de rechin. Sthenon a devenit apoi interesat de problema fosilelor și pentru a aborda unele dintre obiecțiile la originea lor organică, a început să studieze straturile de roci. Rezultatul acestei lucrări a fost publicat în 1669 ca „ Precursor al unei disertații despre un solid în mod natural închis într-un solid”. În această carte, Sthenon a trasat o distincție clară între obiecte precum cristalele de rocă care s-au format de fapt în interiorul rocilor și cele precum scoicile fosile și dinții de rechin care s-au format în afara acelor roci. Sthenon și-a dat seama că unele tipuri de roci s-au format prin depunerea ulterioară a straturilor orizontale de sedimente și că fosilele erau rămășițele unor organisme vii care rămăseseră îngropate în acel sediment. Steno, ca aproape toți filosofii naturali ai secolului al XVII-lea, credea că Pământul avea doar câteva mii de ani și a folosit inundația biblică ca o posibilă explicație pentru găsirea fosilelor marine în locuri îndepărtate de mare. ^[24] În ciuda influenței considerabile a Forerunner , naturaliști precum Martin Lister (1638–1712) și John Ray (1627–1705) au continuat să pună la îndoială originea organică a unor fosile. Erau deosebit de îngrijorați de obiecte precum amoniții fosili, despre care Hooke susținea că sunt de origine organică, care nu seamănă cu nicio specie vie cunoscută. Aceasta a presupus posibilitatea dispariției , pe care le-a fost greu de acceptat din motive filosofice și teologice. ^[25]

Al XVIII-lea

În lucrarea sa din 1778, Epochs of Nature, Georges Buffon s-a referit la fosile, în special la descoperirea fosilelor de specii tropicale precum elefanții și rinocerii în nordul Europei, ca dovadă a teoriei conform căreia climatul Pământului a fost inițial mult mai cald decât era. nu în acel moment și s-a răcit treptat.

În 1796, Georges Cuvier a prezentat un document despre elefanții și fosilele vii, comparând rămășițele scheletice ale elefanților indieni și africani cu fosilele de mamuți și un alt animal, pe care ulterior îl va numi mastodont folosind anatomia comparativă . El a stabilit mai întâi că elefanții indieni și africani erau specii diferite, că mamuții diferă de ambii și trebuie să fie dispăruți . El a concluzionat, de asemenea, că mastodontul era o altă specie dispărută care diferea de elefanții indieni și africani chiar mai mult decât mamuții. Cuvier a făcut o altă demonstrație puternică a puterii anatomiei comparative în paleontologie când a prezentat un al doilea articol în 1796 despre un schelet mare de fosile din Paraguay, pe care l-a numit Megatherium . Comparându-și craniul cu cele ale a două specii de leneși vii, l-a identificat ca un leneș uriaș. Munca revoluționară a lui Cuvier în paleontologie și anatomie comparativă a dus la acceptarea pe scară largă a dispariției. ^[26] De asemenea, a condus-o pe Cuvier să susțină teoria geologică a catastrofismului pentru a explica succesiunea organismelor dezvăluite de înregistrările fosile. El a subliniat, de asemenea, că, deoarece mamuții și rinocerul de lână nu erau aceleași specii ca elefanții și rinocerii care trăiesc în prezent în regiunile tropicale, fosilele lor nu ar putea fi folosite ca dovadă a unui climat mai rece.

Într-o aplicație de pionierat a stratigrafiei , William Smith , topograf și inginer minier, a folosit pe scară largă fosilele pentru a corela straturile de roci din diferite locații. El a creat prima hartă geologică a Angliei la sfârșitul secolului al XVIII-lea și începutul secolului al XIX-lea. El a stabilit principiul succesiunii faunistice , ideea că fiecare strat de rocă sedimentară conținea anumite tipuri de fosile și că acestea ar avea loc într-un mod previzibil chiar și în formațiuni geologice larg separate. În același timp, Cuvier și Alexandre Brongniart , instructor la școala de inginerie minieră din Paris, au folosit metode similare într-un studiu influent al geologiei regiunii din jurul Parisului.

De la începutul până la mijlocul secolului al XIX-lea

Ilustrația dinților fosili Iguanodon și a unei maxilare moderne de iguane comparate, din documentul lui Mantell din 1825 care descrie Iguanodon.

În 1808, Cuvier a identificat o fosilă găsită la Maastricht ca o reptilă marină uriașă care va fi numită ulterior Mosasaurus . El a identificat o altă fosilă găsită în Bavaria ca o reptilă zburătoare dintr-un desen și a numit-o Pterodactylus . Cuvier a emis ipoteza, pe baza straturilor în care au fost găsite aceste fosile, că reptilele mari au trăit înainte de ceea ce el a numit „Epoca mamiferelor”. ^[27] Speculațiile lui Cuvier vor fi susținute de o serie de descoperiri făcute în Marea Britanie în următoarele două decenii. Mary Anning , o vânătoare profesionistă de fosile de la vârsta de unsprezece ani, a strâns fosilele a numeroase reptile acvatice din straturile marine jurasice din Lyme Regis . Acestea includeau primul schelet de ihtiozauri recunoscut ca atare, care a fost colectat în 1811 și primele două schelete de plesiosauri, descoperite în 1821 și 1823. Multe dintre descoperirile sale ar fi fost descrise științific de geologii William Conybeare , Henry De la Beche și William Buckland . ^[28] Mary Anning a fost cea care a observat că obiecte pietroase cunoscute sub numele de „pietre bezoar” au fost adesea găsite în regiunea abdominală a scheletelor ihtiosaurii și a remarcat că, dacă astfel de pietre erau deschise, ele conțineau adesea oase și solzi de pești fosilizați, uneori chiar oase de ihtiozauri mici. Acest lucru a determinat-o să-i sugereze lui Buckland că sunt fecale fosilizate, pe care le-a numit coprolite , pe care le-a folosit pentru a înțelege mai bine lanțurile alimentare antice. ^[29] În 1824, Buckland a descris o maxilară inferioară pe care a colectat-o ​​din depozitele jurasice din Stonesfield . El a stabilit că osul aparține unei reptile carnivore terestre numite Megalosaurus . În același an, Gideon Mantell și-a dat seama că niște dinți mari pe care îi găsise în 1822, în rocile cretacice din Tilgate , aparțineau unei gigantice reptile terestre erbivore. El l-a numit Iguanodon , deoarece dinții seamănă cu cei ai unei iguane . Toate acestea l-au determinat pe Mantell să publice un document influent în 1831 intitulat „Epoca reptilelor”, în care rezuma dovezile unei perioade lungi în care Pământul era plin de reptile mari și împărțea acea epocă, în funcție de care stratificări de reptile au apărut pentru prima dată, în trei intervale care anticipau perioadele moderne ale triasicului , jurasicului și cretacicului . ^[30] În 1832, Mantell ar fi găsit, la Tilgate, un schelet parțial al unei reptile blindate pe care l-ar numi Hylaeosaurus . În 1841 anatomistul englez Richard Owen ar fi creat o nouă ordine de reptile, pe care a numit-o Dinosauria , pentru Megalosaurus , Iguanodon și Hylaeosaurus . ^[31] Această dovadă că reptilele gigantice au trăit pe Pământ în trecut au stârnit un mare entuziasm în cercurile științifice ^[32] și chiar în rândul unor segmente ale publicului larg. ^[33] Buckland a descris maxilarul unui mic mamifer primitiv, Phascolotherium , care a fost găsit în aceleași straturi ca Megalosaurus . Această descoperire, cunoscută sub numele de mamifer Stonesfield, a fost o anomalie mult discutată. Cuvier a crezut inițial că este un marsupial , dar Buckland și-a dat seama mai târziu că este un mamifer placentat primitiv. Datorită dimensiunii reduse și a naturii sale primitive, Buckland nu credea că ar putea invalida modelul general al „Epocii reptilelor”, unde cele mai mari și mai vizibile animale erau reptilele, mai degrabă decât mamiferele. ^[34]

Ilustrația maxilarului fosil al mamiferului Stonesfield din „ Minunile geologiei ” din 1848 de Gideon Mantell.

Paleobotanica și originea cuvântului paleontologie

În 1828 , fiul lui Alexandre Brongniart , botanistul Adolphe Brongniart , a publicat introducerea unei lucrări mai aprofundate despre istoria plantelor fosile. Adolphe Brongniart a concluzionat că istoria plantelor ar putea fi aproximativ împărțită în patru părți. Prima perioadă caracterizată prin criptogame . A doua perioadă caracterizată prin apariția coniferelor . A treia perioadă a dus la nașterea cicladofitelor și a patra caracterizată prin dezvoltarea plantelor cu flori (cum ar fi dicotiledonatele ). Tranzițiile dintre fiecare dintre aceste perioade au fost marcate de discontinuități accentuate în înregistrările fosile, cu modificări mai treptate în perioade. Opera lui Brongniart este fundamentul paleobotanicii și a întărit teoria conform căreia viața pe Pământ a avut o istorie lungă și complexă și diferite grupuri de plante și animale au apărut în succesiune. ^[35] Acest lucru a susținut, de asemenea, ideea că clima Pământului s-a schimbat de-a lungul timpului, deoarece Brongniart a concluzionat că fosilele de plante au prezentat un climat tropical în Europa de Nord în timpul Carboniferului . ^[36]

Atenția crescândă arătată plantelor fosile în primele decenii ale secolului al XIX-lea ar fi adus o schimbare semnificativă în terminologia studiului vieții din trecut. Editorul influentei reviste științifice franceze Journal de Physique , un student Cuvier numit Henri Marie Ducrotay de Blainville, a inventat termenul de paleozoologie - paleozoologie în 1817 pentru a se referi la lucrarea pe care Cuvier și alții o făceau pentru a reconstrui animalele dispărute din oase fosilizate. Cu toate acestea, Blainville a început să caute un termen care să se refere atât la studiul rămășițelor animale, cât și la plantele fosile. După ce a încercat câteva alternative fără succes, alegerea sa a căzut pe cuvântul paleontologie - paleontologie în 1822. Termenul de paleobotanică a fost inventat în 1884 și palinologie în 1944.

Catastrofism, uniformitate și înregistrări fosile

Cuvier, în lucrarea sa de referință din 1796 asupra elefanților și fosilelor vii, sa referit la o singură catastrofă care a distrus viața pentru a o înlocui cu formele actuale. Ca urmare a studiilor sale asupra mamiferelor dispărute, și-a dat seama că animale precum Palaeotherium au trăit mai devreme decât mamuții, ceea ce l-a determinat să scrie în termeni de catastrofe geologice multiple care au șters o serie de faune succesive. ^[37] Până în 1830, s-a format un consens științific în jurul ideilor sale ca rezultat al paleobotanicii și al descoperirilor dinozaurilor și reptilelor marine din Marea Britanie. ^[38] În Marea Britanie, unde teologia naturală a fost foarte influentă la începutul secolului al XIX-lea, un grup de geologi, inclusiv Buckland și Robert Jameson, au insistat să lege în mod explicit ultima catastrofă a lui Cuvier de inundația biblică . În Marea Britanie, de fapt, catastrofismul avea un caracter religios care lipsea în altă parte. ^[39]

Charles Lyell , parțial ca răspuns la teoriile lui William Buckland și ale altor practicanți ai geologiei inundațiilor, crezând că sunt speculații neclare și neștiințifice, a susținut teoria geologică a uniformității în influenta sa lucrare Principii de geologie . ^[40] Lyell a adunat dovezi, atât din propriile cercetări de teren, cât și din lucrările altora, că majoritatea trăsăturilor geologice ar putea fi explicate prin acțiunea lentă a forțelor observate zilnic, cum ar fi vulcanismul , cutremurele , eroziunea și sedimentarea , mai degrabă decât din evenimente catastrofale din trecut. ^[41] Lyell a susținut că dovezile aparente ale unor schimbări catastrofale în evidența fosilelor și chiar apariția unei succesiuni direcționale în istoria vieții erau iluzii cauzate de imperfecțiuni în evidența fosilelor. De exemplu, el a susținut că absența păsărilor și a mamiferelor din primele straturi fosile a fost pur și simplu o imperfecțiune în dosarul fosil, atribuită faptului că organismele marine au fost mai ușor fosilizate. ^[41] Lyell a arătat, de asemenea, către mamiferul Stonesfield ca dovadă că mamiferele nu erau neapărat precedate de reptile și că unele straturi din Pleistocen au arătat o prezență contemporană a speciilor dispărute și încă supraviețuitoare, despre care a argumentat că a arătat că dispariția s-a produs treptat, mai degrabă decât ca urmare a evenimente catastrofale. ^[42] Lyell a reușit să-i convingă pe geologi de ideea că trăsăturile geologice ale Pământului s-au datorat în mare măsură acțiunii acelorași forțe geologice care pot fi observate în zilele noastre, acționând pe o perioadă lungă de timp. Nu a reușit să obțină sprijin pentru viziunea sa despre înregistrările fosile, despre care credea că nu susținea o teorie a succesiunii direcționale. ^[43]

Transmutarea speciilor și a înregistrărilor fosile

La începutul secolului al XIX-lea, Jean Baptiste Lamarck a folosit fosile pentru a discuta teoria sa despre transmutația speciilor. ^[44] Descoperirile fosile și dovezile emergente că viața s-a schimbat în timp au alimentat speculațiile cu privire la acest subiect în deceniile următoare. ^[45] Robert Chambers a folosit dovezi fosile în celebra sa carte științifică din 1844 Vestiges of the Natural History of Creation , argumentând pentru o origine evolutivă pentru Cosmos și pentru viața pe Pământ. La fel ca teoria lui Lamarck, a susținut că viața a trecut de la simplă la complexă. ^[46] Aceste idei evolutive timpurii au fost discutate pe larg în cercurile științifice, dar nu au fost acceptate în mainstream. ^[47] Mulți dintre criticii ideilor transmutaționale au folosit dovezi fosile în argumentele lor. În același articol care a inventat termenul de dinozaur, Richard Owen a subliniat că dinozaurii erau la fel de sofisticați și complexi ca reptilele moderne, contrazicând teoriile transmutaționale. ^[48] Hugh Miller ar fi făcut un argument similar, subliniind că peștii fosili găsiți în formațiunea Old Grey Red Sandstone au prezentat o complexitate egală cu ceilalți pești de mai târziu și nu forme primitive, așa cum a afirmat Vestiges . ^[49] În timp ce aceste teorii evolutive timpurii nu au fost acceptate ca o știință generală, dezbaterile despre ele ar contribui la pregătirea drumului pentru acceptarea teoriei evoluției lui Darwin prin selecția naturală câțiva ani mai târziu. ^[50]

Scara timpului geologic și istoria vieții

Geologi precum Adam Sedgwick și Roderick Murchison au continuat să facă progrese în stratigrafie în controverse precum Devonianul . Au descris perioade geologice încă nerecunoscute, cum ar fi Cambrian , Silurian , Devonian și Permian . Astfel de progrese în stratigrafie depindeau din ce în ce mai mult de opiniile experților cu cunoștințe specializate despre anumite tipuri de fosile, cum ar fi William Lonsdale (corali fosili) și John Lindley (plante fosile), ambii jucând un rol în controversa devoniană și rezolvarea acesteia. ^[51] La începutul anilor 1840, o mare parte din scara de timp geologică fusese dezvoltată. În 1841, John Phillips a împărțit în mod oficial coloana geologică în trei epoci principale, Paleozoic , Mesozoic și Cenozoic , pe baza fracturilor marcate din înregistrările fosile. ^[52] El a identificat cele trei perioade ale Mesozoicului și toate perioadele Paleozoicului, cu excepția Ordovicianului . Definiția sa a scalei de timp geologice este folosită și astăzi. ^[53] A rămas o scară relativă de timp, fără nicio metodă de atribuire a datelor absolute ale perioadelor. S-a înțeles că nu numai că a existat o „Vârstă a reptilelor” care a precedat actuala „Vârstă a mamiferelor”, dar a existat o perioadă (în perioada cambriană și siluriană) în care viața fusese limitată la mare. (înainte de Devonian), când nevertebratele erau cele mai mari și mai complexe forme de viață animală.

Extinderea și profesionalizarea geologiei și paleontologiei

Elmer S. Riggs și HW Menke în laboratorul de paleontologie al Field Columbian Museum , 1899.

Această avansare rapidă în geologie și paleontologie între 1830 și 1840 a fost stimulată de o rețea internațională în creștere de geologi și specialiști în fosile a căror activitate a fost organizată și revizuită de un număr tot mai mare de societăți geologice. Molti di questi geologi e paleontologi divennero professionisti retribuiti che lavoravano per università, musei e per indagini geologiche governative. Il livello relativamente alto di sostegno pubblico alle scienze della Terra era dovuto al loro impatto culturale e al loro comprovato valore economico nell'aiutare a sfruttare le risorse minerarie come il carbone. ^[54]

Un altro fattore importante è stato lo sviluppo alla fine del XVIII e all'inizio del XIX secolo di musei con grandi raccolte di storia naturale. Questi musei hanno ricevuto esemplari da collezionisti di tutto il mondo e sono serviti da centri per lo studio dell'anatomia comparata e della morfologia . Queste discipline hanno avuto ruoli chiave nello sviluppo di una forma di storia naturale più sofisticatata tecnicamente. Uno dei primi e più importanti esempi fu il Museo di storia naturale di Parigi , che fu al centro di molti degli sviluppi della storia naturale durante i primi decenni del XIX secolo. Fu fondato nel 1793 da un atto dell'Assemblea nazionale francese ed era basato su una vasta collezione reale. In più conteneva le collezioni private di aristocratici confiscate durante la rivoluzione francese e materiale sequestrato nelle conquiste militari francesi durante le guerre napoleoniche . Il museo di Parigi era la base professionale di Cuvier e del suo rivale Geoffroy Saint-Hilaire . Gli anatomisti inglesi Robert Grant e Richard Owen trascorsero entrambi del tempo a studiare lì. Owen sarebbe diventato il principale morfologo britannico lavorando al Collegio reale di chirurgia d'Inghilterra. ^{[55] [56]}

Fine del XIX secolo

Fotografia del secondo scheletro di Archeopteryx rinvenuto, scattata nel 1881 al Museo di storia naturale di Berlino.

Evoluzione

La pubblicazione di On the Origin of Species nel 1859 di Charles Darwin fu un evento spartiacque in tutte le scienze della vita, in particolare la paleontologia. I fossili avevano avuto un ruolo nello sviluppo della teoria di Darwin. In particolare, durante il viaggio del Beagle , era stato colpito dai fossili che aveva raccolto in Sud America di armadilli giganti, bradipi giganti e di quelli che all'epoca pensava fossero lama giganti che sembravano essere collegati a specie che vivono ancora nel continente in tempi moderni. ^[57] Il dibattito scientifico che ha avuto inizio immediatamente dopo la pubblicazione di Origin ha portato a uno sforzo concertato per cercare fossili di transizione e altre prove di evoluzione nella documentazione fossile. Vi furono due aree in cui il successo iniziale attirò una considerevole attenzione da parte del pubblico, la transizione tra rettili e uccelli e l'evoluzione del cavallo moderno a dito singolo. ^[58] Nel 1861 il primo esemplare di Archeopteryx , un animale con denti, piume e un misto di altre caratteristiche rettiliane e avicole, fu scoperto in una cava di calcare in Baviera e descritto da Richard Owen . Un altro ne sarebbe stato trovato alla fine del 1870 e messo in mostra al Museo di storia naturale di Berlino nel 1881. Altri uccelli primitivi con denti furono trovati da Othniel Marsh in Kansas nel 1872. Marsh ha anche scoperto fossili di diversi cavalli primitivi nell'ovest degli Stati Uniti che hanno aiutato a tracciare l' evoluzione del cavallo , dal piccolo Hyracotherium a 5 dita dell' Eocene al più grande cavallo moderno del genere Equus . Thomas Huxley avrebbe fatto ampio uso dei fossili di cavalli e uccelli nella sua difesa dell'evoluzione. L'accettazione dell'evoluzione avvenne rapidamente nei circoli scientifici, ma l'accettazione del meccanismo di selezione naturale proposto da Darwin come forza trainante era molto meno universale. In particolare alcuni paleontologi come Edward Drinker Cope e Henry Fairfield Osborn preferivano alternative come il neolamarckismo , l'eredità delle caratteristiche acquisite durante la vita e l' ortogenesi , un innato impulso a cambiare in una direzione particolare, per spiegare ciò che percepivano come tendenze lineari nell'evoluzione. ^[59] Venne mostrato anche grande interesse per l'evoluzione umana. I fossili di Neanderthal furono scoperti nel 1856, ma all'epoca non era chiaro che rappresentassero una specie diversa dagli umani moderni. Eugene Dubois fece scalpore con la sua scoperta dell' Uomo di Giava , la prima testimonianza fossile di una specie che appariva chiaramente intermedia tra uomo e scimmia, nel 1891. ^[60]

Sviluppi in Nord America

Un importante sviluppo nella seconda metà del XIX secolo fu una rapida espansione della paleontologia in Nord America. Nel 1858 Joseph Leidy descrisse uno scheletro di Hadrosaurus , che fu il primo dinosauro nordamericano a essere descritto da reperti di buona qualità. Tuttavia, fu la massiccia espansione verso ovest di ferrovie, basi militari, insediamenti nel Kansas e nell'ovest degli Stati Uniti a seguito della guerra civile americana che alimentò davvero l'espansione della raccolta di fossili. ^[61] Il risultato fu una maggiore comprensione della storia naturale del Nord America, inclusa la scoperta del Mare Interno Occidentale che aveva coperto il Kansas e gran parte del resto del Midwest durante periodi del Cretaceo , la scoperta di diversi importanti fossili di uccelli primitivi, di cavalli e la scoperta di una serie di nuovi generi di dinosauri tra cui Allosaurus , Stegosaurus e Triceratops . Gran parte di questa attività faceva parte di una feroce rivalità personale e professionale tra due uomini, Othniel Marsh ed Edward Cope , che divenne nota come Bone Wars . ^[62]

Panoramica degli sviluppi nel XX secolo

Sviluppi in geologia

Gli sviluppi in geologia del XX secolo hanno avuto un grande effetto sulla paleontologia. Tra questi, lo sviluppo della datazione radiometrica , che ha permesso di assegnare date assolute alla scala geologica e la teoria della tettonica a zolle , che ha contribuito a dare un senso alla distribuzione geografica della vita antica.

Espansione geografica della paleontologia

Nel corso del XX secolo, l'esplorazione paleontologica si è intensificata ovunque e ha cessato di essere un'attività in gran parte europea e nordamericana. Nei 135 anni tra la prima scoperta di Buckland e il 1969 furono descritti un totale di 170 generi di dinosauri. Nei 25 anni successivi al 1969 quel numero aumentò a 315. Gran parte di questo aumento fu dovuto all'esame di nuovi affioramenti rocciosi, in particolare in aree precedentemente poco esplorate del Sud America e dell' Africa . ^[63] Verso la fine del XX secolo, l'apertura della Cina all'esplorazione sistematica di giacimenti fossiliferi ha prodotto una ricchezza di materiale sui dinosauri e sull'origine di uccelli e mammiferi. ^[64] Anche lo studio della fauna di Chengjiang , un giacimento paleontologico del cambriano in Cina, negli anni novanta, ha fornito importanti indizi sull'origine dei vertebrati. ^[65]

Estinzioni di massa

Il XX secolo ha visto un grande rinnovamento dell'interesse per gli eventi di estinzione di massa e il loro effetto sul corso della storia della vita. Ciò avvenne particolarmente dopo il 1980, quando Luis e Walter Alvarez avanzarono l' ipotesi di Alvarez , sostenendo che un evento di impatto causò l' evento di estinzione cretaceo-paleogene , che uccise i dinosauri non aviari insieme a molti altri esseri viventi. ^[66] Sempre nei primi anni ottanta, Jack Sepkoski e David M. Raup , pubblicarono articoli con analisi statistiche sulla documentazione fossile di invertebrati marini che rivelavano un modello (possibilmente ciclico) di ripetute estinzioni di massa con implicazioni significative per la storia evolutiva della vita.

Percorsi e teoria evolutiva

Fossile del Bambino di Taung , scoperto in Sudafrica nel 1924.

Nel corso del XX secolo, nuovi reperti fossili hanno continuato a contribuire alla comprensione dei percorsi intrapresi dall'evoluzione.

Ad esempio, sono mostrate importanti transizioni tassonomiche in fossili che illustrano l'evoluzione dei tetrapodi dai pesci dai ritrovamenti in Groenlandia a partire dagli anni trenta (con maggiori scoperte negli anni ottanta) e da fossili scoperti in Cina negli anni novanta, che hanno fatto luce sulla relazione tra uccelli e dinosauri. Altri eventi che hanno attirato una notevole attenzione hanno incluso la scoperta di una serie di fossili in Pakistan che hanno fatto luce sull' evoluzione delle balene e, soprattutto, una serie di reperti in Africa (a partire dal Bambino di Taung nel 1924 ^[67] ) ed altrove che hanno contribuito a illuminare il corso dell' evoluzione umana . Inoltre, alla fine del XX secolo, i risultati della paleontologia e della biologia molecolare venivano riuniti per rivelare alberi filogenetici dettagliati.

I risultati della paleontologia hanno anche contribuito allo sviluppo della teoria evoluzionistica. Nel 1944 George Gaylord Simpson pubblicò Tempo e Mode in Evolution , che utilizzava analisi quantitative per dimostrare che la documentazione fossile era coerente con i modelli ramificati, non direzionali, previsti dai sostenitori dell'evoluzione guidati dalla selezione naturale e dalla deriva genetica , piuttosto che dalle tendenze lineari previste dai precedenti sostenitori del neolamarckismo e dell' ortogenesi . Questo ha integrato la paleontologia nella sintesi moderna dell'evoluzione . ^[68] Nel 1972 Niles Eldredge e Stephen Jay Gould hanno usato prove fossili per sostenere la teoria degli equilibri punteggiati , la quale sostiene che l'evoluzione è caratterizzata da lunghi periodi di stasi relativa e periodi molto più brevi di cambiamento relativamente rapido. ^[69]

Esplosione cambriana

Un fossile di Anomalocaris completo dall' Argillite di Burgess .

Un'area della paleontologia che ha visto molta attività negli anni ottanta, novanta ed oltre è lo studio dell' esplosione cambriana , durante la quale comparvero per la prima volta molti dei vari phyla di animali con i loro piani corporei distintivi. Il noto sito fossile cambriano di Burgess Shale fu scoperto nel 1909 da Charles Doolittle Walcott e un altro importante sito in Cina, Chengjiang , fu scoperto nel 1912. Tuttavia, nuove analisi negli anni ottanta di Harry B. Whittington , Derek Briggs , Simon Conway Morris e altri hanno suscitato un rinnovato interesse e un'esplosione di attività, tra cui la scoperta di un nuovo importante sito fossile, Sirius Passet , in Groenlandia e la pubblicazione di un libro popolare e controverso, Wonderful Life di Stephen Jay Gould nel 1989. ^[70]

Fossili pre-cambriani

Un fossile di Spriggina dell' Ediacarano .

Prima del 1950 non esistevano prove fossili ampiamente accettate di vita precedente al periodo cambriano. Quando Charles Darwin scrisse L'origine delle specie , riconobbe che la mancanza di prove fossili di vita prima degli animali relativamente complessi del Cambriano era un potenziale argomento contro la teoria dell'evoluzione, ma espresse la speranza che tali fossili si trovassero nel futuro. Attorno al 1860 si sostenne la scoperta di fossili pre-cambriani , ma in seguito si sarebbe dimostrato che non avevano origine organica. Alla fine del XIX secolo Charles Doolittle Walcott avrebbe scoperto stromatoliti e altre prove fossili di vita pre-cambriana, ma all'epoca venne contestata l'origine organica di quei fossili. Un importante cambiamento si ebbe negli anni cinquanta con la scoperta di un maggior numero di stromatoliti insieme ai microfossili dei batteri che le costituivano e la pubblicazione di una serie di articoli dello scienziato sovietico Boris Vasil'evich Timofeev che annunciavano la scoperta di microscopiche spore fossili in sedimenti pre-cambriani. Una svolta decisiva avvenne quando Martin Glaessner mostrò che i fossili degli organismi a corpo molle scoperti da Reginald Sprigg verso la fine degli anni quaranta nelle colline australiane dell' Ediacarano erano in realtà pre-cambriani, non del Cambriano inferiore come Sprigg aveva inizialmente creduto, rendendo il biota di Ediacara i più antichi animali conosciuti. Alla fine del XX secolo, la paleobiologia ha stabilito che la storia della vita risale ad almeno 3,5 miliardi di anni. ^[71]

Note

Bibliografia

• Peter J. Bowler , Evolution:The History of an Idea , University of California Press, 2003, ISBN 978-0-520-23693-6 .
• Peter J. Bowler , The Earth Encompassed:A History of the Environmental Sciences , WW Norton, 1992, ISBN 978-0-393-32080-0 .
• Peter J. Bowler e Iwan Rhys Morus, Making Modern Science , The University of Chicago Press, 2005, ISBN 978-0-226-06861-9 .
• Desmond, Adrian (1975). "La scoperta delle trasgressioni marine e la spiegazione dei fossili nell'antichità". American Journal of Science, Volume 275.
• Edward J. Larson , Evolution: the remarkable history of scientific theory , Modern Library, 2004, ISBN 978-0-679-64288-6 .
• Christopher McGowan,The Dragon Seekers , Persus Publishing, 2001, ISBN 978-0-7382-0282-2 . * Michael J. Everhart, Oceans of Kansas: A Natural History of the Western Interior Sea , Indiana University Press, 2005, ISBN 978-0-253-34547-9 . * Marjorie Greene e David Depew, The Philosophy of Biology:An Episodic History , Cambridge University Press, 2004, ISBN 978-0-521-64371-9 .
• Joseph Needham , Science and Civilization in China: Volume 3, Mathematics and the Sciences of the Heavens and the Earth , Caves Books Ltd, 1986, ISBN 978-0-253-34547-9 .
• Robert Hooke (1665) Micrographia The Royal Society
• Palmer, Douglas (2005) Earth Time: Exploring the Deep Past dall'Inghilterra vittoriana al Grand Canyon. Wiley, Chichester. ISBN 978-0-470-02221-4
• Martin JS Rudwick , Georges Cuvier, Fossil Bones, and Geological Catastrophes , The University of Chicago Press, 1997, ISBN 978-0-226-73106-3 .
• Donald .R Prothero , The Story of Life in 25 Fossils , Columbia University Press New York, 2015, ISBN 978-0-231-53942-5 .
• Martin JS Rudwick , The Meaning of Fossils , 2ndª ed., The University of Chicago Press, 1985, ISBN 978-0-226-73103-2 .
• Martin JS Rudwick ,The Great Devonian Controversy: The Shaping of Scientific Knowledge among Gentlemanly Specialists , The University of Chicago Press, 1985, ISBN 978-0-226-73102-5 .
• Martin JS Rudwick ,Worlds Before Adam: The Reconstruction of Geohistory in the Age of Reform , The University of Chicago Press, 2008, ISBN 978-0-226-73128-5 .
• Karl Alfred von Zittel, History of geology and palaentology to the end of the Nineteenth Century , Charles Scribner's Sons, London, 1901.
• Zhiming Dong , Dinosaurian Faunas of China , Englishª ed., Beijing; Berlin; New York, China Ocean Press ; Springer-Verlag , 1992, ISBN 978-3-540-52084-9 , LCCN 92207835 , OCLC 26522845 .

Collegamenti esterni

• Storia della paleontologia
• Storia della paleoentomologia in Russia
• Pietre miliari della paleontologia: famosi paleontologi e contributi notevoli
• ^{[ collegamento interrotto ]}

Portale Paleontologia : accedi alle voci di Wikipedia che trattano di Paleontologia