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화석

Fossil
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화석(고전 라틴어 화석에서 '파서 얻은')[1]은 과거 지질 시대의 보존된 유물, 흔적 또는 흔적입니다.예로는 뼈, 껍질, 외골격, 동물이나 미생물의 돌 자국, 호박에 보존된 물체, 머리카락, 석화된 나무, 기름, 석탄, DNA 잔재 등이 있다.화석의 전체는 화석 기록으로 알려져 있다.

고생물학은 화석의 나이, 형성 방법, 그리고 진화적 의미에 대한 연구이다.표본은 보통 10,000년 이상 [2]된 화석으로 여겨진다.가장 오래된 화석은 약 34억 8천만 년에서[3][4][5] 41억 년 [6][7]된 것이다.19세기 특정 화석이 특정 암석 지층과 연관되어 있다는 관찰은 지질학적 시간 척도와 다른 화석의 상대적 나이를 인식하게 했다.20세기 초의 방사성 연대 측정 기술의 발달로 과학자들은 암석과 암석의 절대 연대를 정량적으로 측정할 수 있게 되었다.

화석화에는 영구화, 주형 및 금형화, 자생광물화, 치환 및 재결정화, 압착, 탄화, 생물화 등 많은 과정이 있다.

화석은 1마이크로미터의 박테리아에서[8] 공룡과 나무에 이르기까지 길이가 수 미터이고 무게가 수 톤이나 나간다.화석은 보통 죽은 유기체의 일부만 보존하는데, 보통 척추동물의 뼈와 치아, 또는 무척추동물의 키친성 또는 석회질 외골격과 같이 살아 있는 동안 부분적으로 광물화된 부분만 보존한다.화석은 또한 동물의 흔적이나 배설물과 같이 생전에 유기체가 남긴 흔적들로 구성될 수 있다.이러한 종류의 화석은 신체 화석과는 반대로 미량 화석 또는 이크노포스실이라고 불린다.몇몇 화석은 생화학적인 것으로 화학적인 혹은 생물 시그니처라고 불린다.

화석화 과정

화석화의 과정은 조직의 종류와 외부 조건에 따라 다르다.

영구화

위스콘신 데본기에서 온 영구화 브리오조아.

영구석회화는 생물이 매장될 때 발생하는 화석화 과정이다.유기체의 빈 공간은 미네랄이 풍부한 지하수로 채워진다.지하수에서 광물이 침전되어 빈 공간을 차지합니다.이 과정은 식물 세포의 세포벽 내부와 같은 매우 작은 공간에서 발생할 수 있습니다.작은 규모의 영구석화는 매우 상세한 [9]화석을 만들어 낼 수 있다.영구적인 광물질화가 일어나려면 생물이 죽은 직후 침전물로 덮여있어야 합니다. 그렇지 않으면 유골은 청소기나 [10]부패에 의해 파괴됩니다.덮었을 때 유골이 썩는 정도가 화석에 대한 이후의 세부사항을 결정한다.어떤 화석들은 뼈대 유골이나 이빨로만 이루어져 있고, 다른 화석들은 피부, 깃털 또는 심지어 부드러운 [11]조직의 흔적을 가지고 있다.이것은 진단의 한 형태이다.

주조 및 금형

오하이오주 저탄산 로건층 이매패의 외부 곰팡이

경우에 따라서는 원래 유기체의 잔해가 완전히 녹거나 파괴되기도 한다.바위에 남아있는 유기체 모양의 구멍은 외부 곰팡이라고 불린다.만약 이 공극이 나중에 침전물로 채워진다면, 그 결과로 생긴 주물은 유기체의 모습과 비슷합니다.내복균 또는 내부 곰팡이는 이매패나 달팽이의 내부 또는 [12]두개골의 구멍과 같은 유기체의 내부를 채운 퇴적물의 결과물이다.특히 이매패류가 이런 방식으로 [13]보존될 때, 내배엽은 때때로 슈타인커른이라고 불린다.

자생광물화

이것은 주형 및 금형 형성의 특수한 형태입니다.만약 화학이 맞다면, 그 유기체(또는 유기체의 조각)는 사이더라이트와 같은 광물의 침전을 위한 핵으로 작용하여 그 주위에 결절이 형성될 수 있다.유기조직이 현저하게 부패하기 전에 이것이 빠르게 일어나면 매우 미세한 3차원 형태학적 디테일이 보존될 수 있다.미국 일리노이주의 석탄기 마존 크릭 화석층에서 나온 결절들은 그러한 광물화의 [14]가장 잘 문서화된 예들 중 하나이다.

교환 및 재결정

로드캐니언층(텍사스 중부 페름기)의 규화(실리카로 대체) 화석
이스라엘 남부 쥐라기산 재결정화 강체 산호(아라곤산부터 발석산)

대체는 껍질, 뼈 또는 다른 조직이 다른 미네랄로 대체될 때 발생합니다.경우에 따라서는 원래의 껍데기의 광물 치환이 매우 점진적으로 그리고 매우 미세한 규모로 이루어지기 때문에 원래의 재료가 완전히 손실됨에도 불구하고 미세 구조적인 특징이 보존된다.껍질은 원래 골격 화합물이 아직 존재하지만 아라곤석부터 [15]칼사이트까지 다른 결정 형태로 있을 때 재결정화된다고 한다.

애드프레션(압축-임프레션)

고사리 화석과 같은 압축 화석은 유기체의 조직을 구성하는 복잡한 유기 분자의 화학적 감소의 결과물이다.이 경우 화석은 지구 화학적으로 변화된 상태이긴 하지만 원래의 물질로 구성되어 있습니다.이 화학적 변화는 디아제네시스의 표현이다.종종 남아있는 것은 피톨레임으로 알려진 탄소질 필름이며, 이 경우 화석은 압축으로 알려져 있다.하지만, 종종 피톨레임은 사라지고 남은 것은 바위 속의 유기체의 인상 화석인 인상 화석뿐입니다.그러나 많은 경우 압축과 인상은 함께 발생합니다.예를 들어, 바위가 깨졌을 때, 피톨림은 종종 한 부분(압축)에 부착되는 반면, 피톨림은 단지 인상일 뿐입니다.이러한 이유로 하나의 용어는 두 가지 보존 모드, 즉 [16]압착을 포함합니다.

연조직, 세포 및 분자 보존

화석화 과정에서 복잡한 유기 분자의 화학적 감소에 의한 유기체의 조직의 변화에서 예상치 못한 예외는 혈관을 포함한 공룡 화석에서 연조직의 발견과 단백질의 분리, DNA 조각의 증거이다.[17][18][19][20]2014년, 메리 슈바이처와 그녀의 동료들은 공룡 화석에서 발견된 연조직과 관련된 철 입자의 존재를 보고했다.헤모글로빈의 철분과 혈관 조직의 상호작용을 연구한 다양한 실험을 바탕으로, 그들은 철 킬레이션과 결합된 용액 저산소증이 연조직의 안정성과 보존을 향상시키고 화석 [21]연조직의 예상치 못한 보존에 대한 설명의 근거를 제공한다고 제안했다.그러나 데본기에서 쥐라기까지의 시간에 걸쳐 8개의 분류군에 기초한 약간 오래된 연구는 콜라겐을 나타내는 상당히 잘 보존된 섬유소가 이 모든 화석에서 보존되었고 보존의 질은 주로 콜라겐 섬유의 배열에 따라 결정되었고 좋은 보존을 선호한다는 것을 발견했다.보존.[22]지질학적 나이와 보존의 질 사이에는 그 기간 내에 상관관계가 없는 것으로 보였다.

탄화 및 석탄화

탄화 또는 석탄화된 화석은 주로 화학 원소 탄소로 환원된 유기 유적으로 구성되어 있다.탄화 화석은 원래의 유기체의 실루엣을 형성하는 얇은 막으로 이루어져 있으며, 원래의 유기 유적은 전형적으로 부드러운 조직이었다.석탄화된 화석은 주로 석탄으로 이루어져 있으며, 원래의 유기 유적은 전형적으로 목질이었다.

  • Carbonized fossil of a possible leech from the Silurian Waukesha Biota of Wisconsin.

    위스콘신주의 실루리안 워케샤 비오타에서 발견된 거머리일 가능성이 있는 탄화 화석.

  • Partially coalified axis (branch) of a lycopod from the Devonian of Wisconsin.

    위스콘신 데본기에 사는 리코포드의 부분적으로 석탄화된 축(가지).

생물 변성

이 상부 오르도비스기 브리오조안의 별 모양의 구멍(Catellocaula vallata)은 브리오조아 [23]골격의 생물 변화에 의해 보존된 부드러운 몸을 가진 유기체를 나타냅니다.

생체 불화는 골격 유기체가 과도하게 성장하거나 다른 유기체를 가라앉혀 후자나 그 인상을 [24]골격 안에 보존할 때 발생합니다.보통 브리오조안이나 굴과 같은 세실성 골격 유기체로, 기질을 따라 자라며 다른 세실성 강막을 덮습니다.때때로 생물에 영향을 받은 유기체는 부드러운 몸으로 외부 곰팡이의 일종으로 음의 부조로 보존된다.위쪽으로 자라는 살아있는 골격 유기체 위에 유기체가 정착하는 경우도 있다.생물 불화는[25] 오르도비스기부터 근대에 [24]이르는 화석 기록에서 알려져 있다.

종류들

지표 화석의 예

색인

주요 기사:지표 화석

지표화석(안내화석, 지표화석 또는 구역화석이라고도 함)은 지질시대(또는 동물단계)를 정의하고 식별하는 데 사용되는 화석이다.그들은 퇴적된 조건에 따라 다른 퇴적물이 다르게 보일 수 있지만, 같은 종류의 화석의 잔해를 포함할 수 있다는 전제 하에 일한다.종들의 시간 범위가 짧을수록, 다른 퇴적물들은 더 정확하게 상관될 수 있고, 그래서 빠르게 진화하는 종들의 화석은 특히 가치가 있다.최고의 지표 화석은 흔하고, 종 수준에서 식별하기 쉬우며, 광범위한 분포를 가지고 있다. 그렇지 않으면 두 퇴적물 중 하나를 찾아내고 인식할 가능성은 낮다.

추적하다

주요 기사:추적 화석

미량 화석은 주로 흔적과 굴로 구성되지만, 또한 코프로라이트(화석 배설물)와 [26][27]먹이가 남긴 흔적도 포함한다.미량 화석은 단단한 부분이 쉽게 화석화된 동물에 국한되지 않는 데이터 소스를 나타내며 동물의 행동을 반영하기 때문에 특히 중요하다.많은 흔적들은 그것들을 [28]만들 수 있었을 것으로 생각되는 동물들의 신체 화석보다 훨씬 이전으로 거슬러 올라간다.미량 화석을 제작자에게 정확히 할당하는 것은 일반적으로 불가능하지만, 예를 들어, 흔적은 적당히 복잡한 동물([27]지렁이에 버금가는)의 출현에 대한 최초의 물리적 증거를 제공할 수 있다.

코프로라이트는 형태학이 아닌 동물의 행동(이 경우 식이요법)에 대한 증거를 제공하기 때문에 신체 화석과는 반대로 미량 화석으로 분류된다.그것들은 1829년 윌리엄 버클랜드에 의해 처음 기술되었다.이 전에 그것들은 "화석 전나무 원뿔"과 "비조아 돌"로 알려져 있었다.그것들은 멸종된 [29]유기체의 포식과 식단에 대한 직접적인 증거를 제공하기 때문에 고생물학에서 귀중한 목적을 제공한다.코프로라이트의 크기는 몇 밀리미터에서 60센티미터 이상까지 다양합니다.

과도기적

주요 기사:과도기 화석
상세 정보:과도기 화석 목록

과도기 화석은 조상 집단과 그 파생된 후손 [30]집단 모두에게 공통적인 특징을 보이는 생물 형태의 화석화된 잔해이다.이것은 특히 후손 집단이 조상 집단과 전체적인 구조와 생활 방식에 의해 극명하게 구별되는 곳에서 중요하다.화석 기록의 불완전성 때문에, 일반적으로 과도기 화석이 분화점에 얼마나 가까이 있는지 정확히 알 방법이 없다.이 화석들은 분류학적 분할이 일련의 변이들에 대해 나중에 깨달은 후에 부과된 인간의 구조라는 것을 상기시켜주는 역할을 한다.

미세화석류

미세화석 약 1mm
주요 기사:미세화석
다음 항목도 참조하십시오.화석 기록의 미세고생물학과 원생동물

미세화석은 육안으로 화석을 분석할 수 있는 수준 이하 크기의 화석 동식물을 가리키는 용어다."마이크로" 화석과 "매크로" 화석 사이에 일반적으로 적용되는 절단점은 1mm이다.미세화석은 그 자체로 완전한(또는 거의 완전한) 유기체이거나(해상판자 유채류 및 콕콜리소포자 등) 더 큰 동물이나 식물의 구성요소(작은 이빨 또는 포자 등)일 수 있다.미세 화석은 고경화 정보의 저장고로서 매우 중요하며, 또한 암석 단위의 상관관계를 돕기 위해 바이오스트라티그라퍼에 의해 일반적으로 사용됩니다.

수지

주요 기사:오렌지
2천만년에서 1천6백만년 전에 도미니카 호박에 갇힌 말벌 렙토포에누스 피트필다.그것은 이 표본에서만 알 수 있다.

화석 수지(동칭 호박)는 전 세계 지층, 심지어 북극에서도 발견되는 천연 폴리머입니다.가장 오래된 화석 수지는 트라이아스기로 거슬러 올라가지만, 대부분은 신생대로 거슬러 올라간다.특정 식물에 의한 수지 배설은 곤충으로부터 보호하고 상처를 봉합하기 위한 진화적 적응으로 여겨진다.화석 수지는 종종 끈적끈적한 수지에 의해 포획된 포함물이라고 불리는 다른 화석을 포함하고 있다.이것들은 박테리아, 곰팡이, 다른 식물, 그리고 동물들을 포함한다.동물포함체는 보통 작은 무척추동물이며, 곤충이나 거미 같은 절지동물이 주를 이루며, 작은 도마뱀과 같은 척추동물은 극히 드물다.DNA의 작은 조각들을 포함하여 포함물의 보존은 정교할 수 있다.

파생 또는 재작업

참고 항목: 좀비 분류군
영국 패링던의 백악기 하층 패링던 스펀지 자갈에서 발견된 침식된 쥐라피시오사우루스 척추 중심부.레마니에 화석의 예.

파생, 재작업 또는 레마니에 화석은 화석화된 동식물이 [31]죽었을 때보다 훨씬 늦게 축적된 암석에서 발견된 화석이다.재작업된 화석은 원래 퇴적된 암석으로부터 화석을 내뱉고 젊은 퇴적물에 다시 퇴적시킴으로써 만들어집니다.

나무

주요 기사:화석 목재
석화된 나무.나무 내부 구조와 나무껍질은 영구화 과정에서 유지됩니다.
연륜을 나타내는 석화재 연마 단면

화석목재는 화석 기록에 보존된 목재이다.나무는 보통 가장 잘 보존되고 가장 쉽게 발견되는 식물의 부분이다.화석목재는 석화가 될 수도 있고 아닐 수도 있다.화석 목재는 식물에서 유일하게 [32]보존된 부분일 수 있다. 따라서 그러한 목재는 특별한 종류의 식물학적 이름을 가질 수 있다.여기에는 보통 "xylon"과 아라우카리오실론(Araucaria 또는 일부 관련 속), 팔목실론(Palmoxylon) 또는 카스타녹실론(Castanoxylon)(불확정 친카핀의 [33]목재)과 같은 추정 친화성을 나타내는 용어가 포함됩니다.

아화석

주요 기사: 서브화실
화석에 가까운 도도새의 골격

아화석이라는 용어는 화석화 과정이 완료되지 않은 뼈, 둥지, 배변과 같은 유골을 지칭하는데 사용될 수 있는데, 이는 관련된 동물이 살았던 기간이 너무 짧거나 유골이 묻힌 조건이 화석화에 최적화되지 않았기 때문이다.아화석은 종종 동굴이나 수천 [34]년 동안 보존될 수 있는 다른 은신처에서 발견됩니다.아화석 대 화석 유적의 가장 중요한 점은 전자가 방사성 탄소 연대 측정 또는 DNA, 단백질 또는 다른 생체 분자의 추출과 배열에 사용될 수 있는 유기 물질을 포함하고 있다는 것이다.또한 동위원소 비율은 멸종된 동물이 살았던 생태 조건에 대한 많은 정보를 제공할 수 있다.아화석은 환경의 진화사를 연구하는데 유용하고 고생후학 연구에 중요할 수 있다.

아화석은 호수 퇴적물, 해양 퇴적물, 토양과 같은 퇴적 환경에서 종종 발견됩니다.일단 퇴적되면 물리적 및 화학적 풍화에 의해 보존 상태가 바뀔 수 있습니다.

화학 화석

다음 항목도 참조하십시오.바이오시그니처

화학 화석 또는 화학 포석은 고대 생명체의 유기적 특징을 제공하는 암석과 화석 연료에서 발견되는 화학 물질이다.분자화석과 동위원소 비율은 두 종류의 [35]화학화석을 나타낸다.지구에서 생명체의 가장 오래된 흔적은 지르콘에서 발견된 탄소 동위원소 이상을 포함한 이런 종류의 화석으로, 무려 41억 [6][7]년 전에 생명체가 존재했음을 암시한다.

데이트

추정일

주요 기사:지질연대와 상대연대

고생물학은 지질학적 시간에 걸쳐 생명체가 어떻게 진화했는지를 알아내려고 한다.상당한 장애물은 화석연대를 해결하는 것의 어려움이다.화석을 보존하는 층은 일반적으로 방사성 연대 측정에 필요한 방사성 원소가 부족하다.이 기술은 약 5천만 년 이상 된 암석에 절대 연령을 부여하는 유일한 수단이며, 0.5% 또는 [36]그 이상까지 정확할 수 있습니다.방사성 연대 측정에는 세심한 실험실 작업이 필요하지만, 그 기본 원리는 간단하다. 즉, 다양한 방사성 원소의 붕괴 속도가 알려져 있기 때문에 방사성 원소와 붕괴 생성물의 비율은 방사성 원소가 얼마나 오래 전에 암석에 통합됐는지를 보여준다.방사능 원소는 화산 기원이 있는 암석에서만 흔하기 때문에, 방사성 측정으로 연대를 확인할 수 있는 유일한 화석이 있는 암석은 화산재 층이며, 화산재 층은 중간 [36]퇴적물에 흰자위를 제공할 수 있다.

층서학

그 결과, 고생물학자들은 화석의 연대를 밝히기 위해 층서학에 의존합니다.층서학은 퇴적물 [37]기록인 "층케이크"를 해독하는 과학이다.바위는 보통 비교적 수평인 층을 형성하며, 각각의 층은 그 아래에 있는 층보다 젊다.만약 화석의 연대가 알려진 두 층 사이에서 발견된다면, 화석의 연대는 알려진 두 [38]층 사이에 있다고 주장됩니다.암석 시퀀스는 연속적이지 않지만 단층이나 침식기에 의해 분해될 수 있기 때문에 직접적으로 인접하지 않은 암반을 연결하는 것은 매우 어렵습니다.하지만, 비교적 짧은 시간 동안 생존한 종의 화석은 고립된 암석들과 일치시키기 위해 사용될 수 있다: 이 기술은 생물 서예라고 불린다.예를 들어, 코노돈 Eoplacognathus 의사행성들은 오르도비스기 중기에 짧은 [39]범위를 가지고 있다.나이를 알 수 없는 암석들이 E. 의사행성들의 흔적을 가지고 있다면, 그들은 오르도비스기 중기의 나이입니다.그러한 지표 화석은 독특하고, 전 세계에 분포해야 하며, 유용하기 위해서는 짧은 시간 범위를 차지해야 한다.지표 화석이 잘못된 [40]연대를 가질 경우 잘못된 결과가 발생한다.층서학과 생물지리학은 일반적으로 상대적 연대 측정만을 제공할 수 있으며, 이것은 종종 진화를 연구하기에 충분합니다.그러나 [40]대륙 전체에 걸쳐 같은 나이의 암석을 맞추는 것과 관련된 문제들 때문에 이것은 일부 기간 동안 어렵다.가족-나무 관계는 또한 혈통이 처음 등장한 날짜를 좁히는 데 도움이 됩니다.예를 들어, 만약 B나 C의 화석이 X백만 년 전으로 거슬러 올라가고 계산된 "가계수"가 A가 B와 C의 조상이라고 말한다면, A는 더 일찍 진화했을 것이다.

또한 DNA 돌연변이가 일정한 비율로 축적된다고 가정함으로써 살아있는 두 개의 군락이 얼마나 오래 전에 갈라졌는지, 다시 말해 그들의 마지막 공통 조상이 얼마나 오래 살았는지 추정할 수 있다.그러나 이러한 "분자 시계"는 틀릴 수 있으며 대략적인 타이밍만 제공한다. 예를 들어, 캄브리아기 폭발에서 특징지어지는 그룹이 언제 처음 [41]진화했는지를 추정하기에는 충분히 정확하지 않고 신뢰할 수 없으며, 다른 기술에 의해 생성된 추정치는 [42]2배 정도 달라질 수 있다.

제한 사항

상세 정보:고스트 혈통, 시그너처-립스 효과 및 바이오스트라티그래피
화석 기록(2013년 10월 현재)에서 가장 현저한 간격 중 일부는 단단한 부분을 가진 유기체로 기울어져 있다.

유기체는 최상의 환경에서 화석으로 보존되는 경우가 드물고, 그러한 화석 중 극히 일부만이 발견되었다.이는 화석 기록을 통해 알려진 종의 수가 알려진 생물 종의 수의 5% 미만이라는 사실로 나타나 화석을 통해 알려진 종의 수가 지금까지 [43]살았던 종들의 1%에도 훨씬 못 미친다는 것을 시사한다.생물 구조가 화석화하는데 필요한 특수하고 드문 환경 때문에, 오직 적은 비율의 생물 형태만이 발견에 나타날 것으로 예상될 수 있고, 각각의 발견은 진화의 과정의 한 장면일 뿐이다.전환 자체는 전환기 화석에 의해서만 설명되고 입증될 수 있으며, 이것은 결코 [44]정확한 중간 지점을 보여주지 못할 것이다.

화석 기록은 단단한 부분을 가진 유기체에 강하게 치우쳐 있어서, 대부분의 부드러운 신체 유기체 집단은 거의 [43]또는 전혀 역할을 하지 못하게 한다.연체동물, 척추동물, 극피동물, 완족동물, 절지동물 등으로 [45]가득합니다.

위치들

라거슈테텐

주요 기사: Lagerstéte
상세 정보:화석 유적 목록

보존 상태가 뛰어난 화석 유적지(때로는 보존된 연조직을 포함)는 독일어로 "보관 장소"를 의미하는 라거슈테텐(Lagerstéten)으로 알려져 있습니다.이러한 형성은 박테리아가 최소인 무독성 환경에서 사체 매몰로 인해 발생할 수 있으며, 따라서 분해 속도가 느려집니다.라거슈테텐은 캄브리아기부터 현재까지 지질학적 시대에 걸쳐 있다.전세계적으로, 거의 완벽한 화석화의 좋은 예로는 캄브리아 마오티안산 셰일즈와 버제스 셰일, 데본기 훈스뤽 슬레이트, 쥐라기 솔호펜 석회암, 그리고 석탄기 마존 크릭 지역이 있습니다.

스트로마톨라이트

주요 기사:스트로마톨라이트
볼리비아, 남미 원생대 하부 스트로마톨라이트

스트로마톨라이트는 미생물, 특히 시아노박테리아의 [46]바이오필름에 의한 퇴적곡물의 포획, 결합 및 침착에 의해 얕은 물에서 형성되는 층상 부가구조이다.스트로마톨라이트는 35억 년 [47]전으로 거슬러 올라가는 지구상의 생명체에 대한 가장 오래된 화석 기록 중 일부를 제공한다.

스트로마톨라이트는 선캄브리아기에 훨씬 더 풍부했다.시생의 화석 유적은 오래된 반면, 시아노박테리아 군락으로 추정되며, 젊은(원생대) 화석은 진핵 생물 엽록소의 원시 형태일 수 있다.지질 기록에서 매우 흔한 스트로마톨라이트의 한 속은 콜로니아이다.미생물의 기원으로 확인된 최초의 스트로마톨라이트는 27억 2400만 년 [48]전으로 거슬러 올라간다.

2009년의 발견은 미생물 스트로마톨라이트가 34억 5천만 년 전으로 [49][50]거슬러 올라간다는 강력한 증거를 제공한다.

스트로마톨라이트는 약 12억 5천만 년 전에 [49]정점을 찍은 최초의 35억 년 동안의 화석 기록의 주요 구성요소이다.그 후, 풍부함과 [51]다양성이 감소해, 캄브리아기가 시작될 무렵에는 정점의 20%까지 떨어졌습니다.가장 널리 뒷받침되는 설명은 스트로마톨라이트 건축업자들이 방목생물의 희생양이 되었다는 것이다(캄브리아기질혁명). 이는 충분히 복잡한 유기체가 10억년 전에 [52][53][54]흔했다는 것을 의미한다.

스트로마톨라이트의 풍부함 사이의 연관성은 젊은 오르도비스기 진화 방사선에 잘 기록되어 있다. 스트로마톨라이트의 풍부함도 오르도비스기 말기와 페르미기 말기의 멸종 후 증가하여 해양동물이 [55]회복됨에 따라 다시 초기 수준으로 떨어졌다.메타조아 개체수와 다양성의 변동만이 스트로마톨라이트 풍부성 감소의 유일한 요인은 아닐 수 있다.환경의 화학적 성질과 같은 요소들이 [56]변화의 원인이 되었을 수 있다.

원핵생물 시아노박테리아 자체가 세포분열을 통해 무성생식을 하는 동안, 그들은 보다 복잡한 진핵생물들의 진화적 발전을 위한 환경을 준비하는데 중요한 역할을 했다.시아노박테리아는 원시 지구의 대기에서 지속적인 광합성을 통해 산소의 양을 증가시키는 데 큰 책임이 있는 것으로 생각됩니다.시아노박테리아는 그들의 음식을 만들기 위해 물, 이산화탄소 그리고 햇빛을 사용합니다.점액층은 종종 시아노박테리아 세포의 매트 위에 형성된다.현대의 미생물 매트에서는 주변 서식지의 잔해가 점액 안에 갇힐 수 있으며, 점액은 탄산칼슘에 의해 굳어져 석회암의 얇은 층이 자랄 수 있습니다.이러한 라미네이션은 시간이 지남에 따라 축적되어 스트로마톨라이트에 공통적인 띠 모양의 패턴이 발생할 수 있습니다.생물학적 스트로마톨라이트의 돔 형태학은 광합성을 위해 유기체에 햇빛이 지속적으로 침투하기 위해 필요한 수직적 성장의 결과물이다.온콜라이트라고 불리는 층상 구면 성장 구조는 스트로마톨라이트와 유사하며 화석 기록에서도 알려져 있습니다.트롬볼라이트는 화석 기록과 현대 [48]퇴적물에서 흔히 볼 수 있는 시아노박테리아에 의해 형성되는 불충분한 적층 또는 비적층 응고 구조입니다.

나미비아 남서부의 깊게 해부된 자리산맥의 쿠비스 플랫폼의 제브라 리버 캐니언 지역은 원생대에 발달한 트롬볼라이트-스트로마토올라이트-메타조아 암초의 매우 잘 드러난 예를 제공합니다.여기 스트로마톨라이트는 높은 해류의 조건하에서 더 잘 발달되어 있습니다.속도 및 침전물 [57]유입이 증가하고 있습니다.

우주생물학

바이오미너럴은 외계 생명체의 중요한 지표가 될 수 있고, 따라서 화성에서 과거 또는 현재의 생명체를 찾는데 중요한 역할을 할 수 있다고 제안되어 왔다.게다가, 종종 바이오미너럴과 관련된 유기 성분(바이오시그니처)은 생물전 [58]및 생물반응 모두에서 중요한 역할을 하는 것으로 여겨진다.

2014년 1월 24일, NASA는 화성 큐리오시티와 오퍼튜니티 탐사선의 현재 연구가 플루비오-라쿠스트린 환경(고대와 관련된 평원)을 포함한 고대 물과 더불어 자기영양, 화학영양 및/또는 화학영양 미생물을 기반으로 한 생물권을 포함한 고대 생명체의 증거를 찾을 것이라고 보고했다.거주할 수 있었던 강이나 호수).[59][60][61][62]화성에서 거주가능성, 타포노미, 그리고 유기 탄소의 증거를 찾는 것이 현재 NASA의 주요 [59][60]목표이다.

유사 포실

pseudofossil의 예:독일 솔른호펜의 석회암 침상 평면에 있는 망간 수상돌(mm 단위)
주요 기사: 의사 포실

가성포실은 암석의 시각적 패턴으로 생물학적 과정이 아닌 지질학적 과정에 의해 생성된다.그것들은 실제 화석으로 오인되기 쉽다.지질학적 수지상 결정과 같은 몇몇 유사 포실은 광물이 스며들면서 채워지는 암석에서 자연적으로 발생하는 균열에 의해 형성된다.다른 종류의 의사 포실은 신장 광석과 이끼나 식물 잎처럼 보이는 이끼 자갈이다.일부 퇴적층에서 발견된 구형 또는 난형 결절인 콘크리트들은 한때 공룡 알로 생각되었고 화석으로도 종종 오인된다.

화석 연구의 역사

주요 기사:고생물학의 역사
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화석 수집은 적어도 기록된 역사의 시작 시점까지 거슬러 올라간다.화석 자체는 화석 기록으로 불린다.화석 기록은 진화에 대한 연구의 기초가 되는 데이터의 초기 출처 중 하나였으며 지구상의 생명체와 관련된 역사를 계속 유지하고 있다.고생물학자들은 진화의 과정과 특정 종의 진화 방식을 이해하기 위해 화석 기록을 조사한다.

고대 문명

화석은 대부분의 자연사에서 볼 수 있고 흔하게 발견되어 왔다. 그래서 기록된 인류와 화석은 기록된 역사 또는 그 이전으로 거슬러 올라간다.

유럽에는 구석기 시대 돌칼의 예가 많이 있습니다. 화석 극피층은 정확히 손에 잡히는 대로 놓여져 있으며, 호모 하이델베르겐시스와 [63]네안데르탈인까지 거슬러 올라갑니다.이 고대인들은 둥근 화석 조개껍데기 중앙에 구멍을 뚫어 목걸이용 구슬로도 사용한 것으로 보인다.

고대 이집트인들은 그들이 숭배하는 현대 종의 뼈와 비슷한 종의 화석을 모았다.신 세트는 하마와 관련이 있었기 때문에 하마와 비슷한 종의 화석화된 뼈가 [64]신전에 보관되어 있었다.다섯 가닥의 성게 화석은 로마 [63]신화에 나오는 비너스에 해당하는 아침별인 소프두 신과 관련이 있다.

각룡류 두개골은 한때 금광으로 유명했던 아시아의 준가리안 문 산길과 끝없이 차가운 바람에서 흔히 볼 수 있다.이것은 그리폰과 쌍곡선 땅의 전설에 기인한다.

화석은 고대 그리스인을 포함한 많은 문명의 신화에 직접적으로 기여한 것으로 보인다.고대 그리스 역사학자 헤로도토스는 그리폰이 황금 보물을 보호했던 쌍곡선 근처의 지역에 대해 썼다.이 근방에서 금광 채굴이 이루어졌는데, 이곳에서는 부리를 가진 프로토섹스 두개골들이 화석으로 흔했다.

후대의 그리스 학자인 아리스토텔레스는 마침내 바위에서 나온 조개껍질 화석이 해변에서 발견된 것과 유사하다는 것을 깨달았고, 이는 화석이 한때 살아있는 동물이었다는 것을 보여준다.그는 이전에 그것들을 증기의 [65]내쉬기라는 관점에서 설명했는데, 페르시아의 박식한 아비케나는 그것을 석화유체 이론으로 수정했다.바다에서 유래한 화석 조개껍데기는 14세기에 작센의 알베르트(Albert)에 의해 만들어졌고 16세기에는 [66]대부분의 박물학자들이 어떤 형태로든 받아들였다.

로마의 박물학자 대 플리니우스는 그가 글로소페트라라고 불렀던 "혀 돌"에 대해 썼다.이것은 화석 상어 이빨로, 몇몇 고전 문화권에서는 사람 또는 [67]뱀의 혀처럼 생겼다고 생각했다.그는 또한 암모나이트 화석인 암모나이트의 뿔에 대해 썼는데, 여기서 문어사촌의 껍질이 벗겨진 무리는 궁극적으로 암모나이트의 현대적인 이름을 얻었다.플리니 또한 18세기까지 두꺼비의 머리에서 유래한 독에 대한 마법의 치료제로 여겨졌던 두꺼비 돌에 대한 초기 언급 중 하나를 만들기도 했는데, 이것은 백악기의 광선 지느러미 [68]물고기인 레피도테스의 화석 이빨이다.

북미의 플레인 부족들은 비슷한 연관성이 있는 화석을 가지고 있는 것으로 생각되는데, 예를 들어 이 지역에서 자연적으로 드러난 많은 온전한 익룡 화석들이 그들만의 천둥새 [69]신화와 함께 있다.

선사시대 아프리카로부터 알려진 그런 직접적인 신화적 연관성은 없지만, 그곳 부족들이 화석들을 발굴하고 의식 장소로 옮겼다는 상당한 증거가 있으며, 분명히 그들을 존경으로 [70]대한다.

일본에서 상어 이빨 화석은 서기 [67]8세기 이후에 기록된 이 생물의 날카로운 발톱으로 여겨지는 신화 속 텐구와 관련이 있다.

중세 중국에서 호모 에렉투스를 비롯한 고대 포유동물의 화석 뼈는 용뼈로 오인돼 약과 최음제 등으로 쓰였다.또 이 화석 뼈 중 일부는 학자들이 '예술'로 수집해 여러 유물에 대본을 남겼다는 점에서 소장 시기를 알 수 있다.한 가지 좋은 예가 11세기 송나라의 유명한 학자 황정견이다. 그는 자신의 시가 [71]새겨진 조개껍데기 화석을 보관했다.송나라의 학자이자 관리인 심궈는 1088년에 발간된 꿈의 풀 에세이에서 태평양에서 수백 마일 떨어진 산의 지질층에서 발견된 해양 화석이 한때 선사시대 해변이 존재하고 [72][73]수세기에 걸쳐 변화했다는 증거라고 가설을 세웠다.그가 현재의 중국 산시성 옌안(延安)의 건조한 북쪽 기후대에서 석화된 대나무를 관찰한 것은 그가 더 습한 기후 [73][74][75]지역에서 자연적으로 자라는 대나무로 인해 점진적인 기후 변화에 대한 초기 아이디어를 발전시키게 했다.

중세 기독교에서, 산허리에 있는 화석화된 바다 생물들은 성경에 나오는 노아의 방주의 홍수에 대한 증거로 여겨졌다.산에서 조개 껍데기의 존재를 관찰한 후, 고대 그리스 철학자 크세노파네스 (기원전 570년경–478년)는 세계가 한때 마른 [76][77]진흙 속에 살아있는 생명체를 묻었던 대홍수로 인해 침수되었다고 추측했다.

1027년, 페르시아의 아비세나는 치유책에서 화석에 대해 설명했습니다.

만약 동식물의 석화에 관한 것이 사실이라면, 이 현상(현상)의 원인은 강력한 광물화 및 석화 미덕이며, 이 미덕은 지진이나 지진 발생 시 지구로부터 갑자기 분출되어 그것과 접촉하는 모든 것을 석화시킨다.사실, 식물과 동물의 몸의 석화반응은 물의 [78]변화만큼 특별하지 않다.

13세기부터 오늘날까지, 학자들은 크레타와 그리스에서 발견된 데이노테리움 기간테움 화석이 그리스 신화의 사이클로페스의 두개골로 해석되었을 수도 있고, 아마도 그리스 [79][80]신화의 기원일 수도 있다고 지적했다.그들의 두개골은 현생 코끼리 사촌들처럼 앞쪽에 하나의 눈구멍이 뚫려 있는 것처럼 보이지만, 실제로는 그들의 코를 위한 구멍이다.

백악기 성게 화석인 Micraster는 중세 시대에는 집을 지키기 위한 양치기의 왕관으로도, 제빵업자들이 빵 만드는 데 행운을 가져다 주기 위해 채색한 요정 빵으로도 사용되었다.

북유럽 신화에서 극피조개껍데기(성게에서 남은 둥근 5등분 단추)는 토르의 신과 연관돼 있으며, 기독교가 채택되면서 벼락, 토르의 망치, 그리고 이후의 망치 모양의 십자가에 포함되었을 뿐만 아니라 토르의 [63]보호를 받기 위해 집안에 보관되어 있었다.

이것들은 영국 민속의 양치기 관으로 성장했고, 장식이나 행운의 부적으로 사용되며, 집과 [81]교회 문 옆에 놓여졌다.서퍽에서는, 다른 종이 그들을 요정 빵이라고 부르며, 그들이 [82][83]구운 비슷한 모양의 빵과 연관지어 부르는 제빵사들에 의해 행운의 부적으로 사용되었다.

초기 근대적 설명

르네상스 시대에는 화석에 대한 보다 과학적인 관점이 나타났다.레오나르도 다빈치는 화석이 고대 [84]생명체의 잔해라는 아리스토텔레스의 견해에 동의했다.예를 들어, 레오나르도는 화석 기원에 대한 설명으로 성경의 홍수 이야기와 불일치를 알아차렸다.

만약 홍수가 조개껍질을 바다에서 3,400마일 떨어진 곳까지 운반했다면 다른 자연물과 섞여서 운반했을 것이다.그러나 바다에서 멀리 떨어진 곳에서도 우리는 굴과 조개, 갑오징어, 그리고 다른 모든 조개껍데기가 모여 있는 것을 볼 수 있다.어, 모두 죽은 채로 발견되었고, 그리고 우리가 매일 바다에서 볼 수 있는 외딴 껍데기들은 서로 떨어져 있습니다.

굴은 대가족으로 함께 발견됩니다.그 중 일부는 껍데기가 아직 붙어있는 것을 볼 수 있습니다.이것은 지브롤터 해협이 뚫렸을 때 굴이 바다에 버려져 있었다는 것을 나타냅니다.파르마와 피아첸자의 산에서는 구멍이 뚫린 수많은 조개껍데기와 산호가 여전히 [85]바위에 붙어 있는 것을 볼 수 있다.

큐비에르 원반과 레스 혁명 1834년 체코판 이치시오사우루스와 플레시오사우루스

1666년, 니콜라스 스테노는 상어를 조사했고, 상어의 이빨과 고대 그리스 로마 신화의 "혀 돌"의 연관성을 만들었고, 그것들은 사실 독이 있는 뱀의 혀가 아니라 오랫동안 멸종된 상어 종의 [67]이빨이라고 결론지었다.

로버트 후크 (1635년-1703년)는 화석의 현미경을 그의 현미경에 포함시켰고 화석군을 최초로 관찰한 사람 중 한 명이었다.화석에 대한 그의 관찰은 1705년에 [86]사후에 출판되었는데, 그는 화석의 일부가 더 이상 존재하지 않는 생물의 석화된 유골이라고 말했다.

영국의 운하 기술자인 윌리엄 스미스(1769–1839)는 서로 다른 연령대의 암석들이 서로 다른 화석들을 보존하고 있으며, 이러한 조각들이 규칙적이고 결정 가능한 순서로 서로 계승한다는 것을 관찰했다.그는 먼 곳의 암석들이 그들이 포함하고 있는 화석을 바탕으로 상관관계가 있을 수 있다는 것을 관찰했다.그는 이것을 동물 승계의 원리라고 불렀다.이 원리는 생물학적 진화가 진짜라는 다윈의 주요 증거 중 하나가 되었다.

Georges Cuvier는 그가 조사한 모든 동물 화석은 아니더라도 대부분 멸종된 종의 화석이라고 믿게 되었다.이것은 Cuvier가 재앙주의라고 불리는 지질학파의 적극적인 지지자가 되도록 이끌었다.살아있는 코끼리와 화석 코끼리에 대한 그의 1796년 논문의 말미에 그는 다음과 같이 말했다.

이 모든 사실들은 서로 일관되고 어떤 보고서에도 반대되지 않는 것으로 보아 어떤 [87]재앙에 의해 파괴된 우리 이전의 세계가 존재한다는 것을 증명하는 것 같다.

화석과 지질학에 대한 관심은 19세기 초에 확대되었다.영국에서, 최초의 완전한 어룡과 완전한 플레시오사우루스 골격을 포함한 Mary Anning의 화석 발견은 대중과 학계의 [88]관심을 불러일으켰다.

린네와 다윈

초기 자연학자들은 린네가 오늘날에도 여전히 사용되고 있는 계층적 분류 시스템을 개발하도록 이끈 살아있는 종들의 유사점과 차이점을 잘 이해했다.다윈과 그의 동시대인들은 처음에 생명나무의 계층 구조를 당시 매우 희박한 화석 기록과 연결시켰다.다윈은 생물들이 자연적이고 변화하는 환경 압력에 적응하거나, 그렇지 않으면 멸종하는 변화, 즉 진화와 함께 하강 과정을 웅변적으로 묘사했다.

다윈이 "자연선택에 의한 종의 기원" 또는 "생명을 위한 투쟁에서 선호하는 종족의 보존"을 썼을 때, 가장 오래된 동물 화석은 현재 약 5억 4천만 년 된 것으로 알려진 캄브리아 시대의 화석이었다.그는 자신의 이론의 타당성에 대한 함축적 의미 때문에 오래된 화석이 없을까 걱정했지만, "세계의 극히 일부만이 정확하게 알려져 있다"고 언급하며 그러한 화석이 발견되기를 희망했다.다윈은 또한 가장 오래된 것으로 알려진 캄브리아기 화석 [89]지층에서 많은 집단들이 갑자기 나타난 것에 대해 곰곰이 생각했다.

다윈 이후

다윈의 시대 이후, 화석 기록은 [90]23억년에서 35억년까지 연장되었다.이러한 선캄브리아 화석의 대부분은 현미경 박테리아 또는 미세 화석이다.그러나, 거시적인 화석은 현재 원생대 후기부터 알려져 있다.5억 7천 5백만 년 전의 에디아카라 생물군은 집합적으로 초기 다세포 진핵생물들의 풍부하고 다양한 집합체를 구성합니다.

화석 기록과 동물 승계는 내장된 화석을 바탕으로 암석의 연대를 결정하는 생물통계학의 기초를 형성한다.지질학의 첫 150년 동안, 생물지질학과 중첩은 암석의 상대적 나이를 결정하는 유일한 수단이었다.지질학적 시간 척도는 초기 고생물학자와 성층가들에 의해 결정된 암석 지층의 상대적 나이를 바탕으로 개발되었습니다.

20세기 초부터 방사성 연대 측정법(칼륨/아르곤, 아르곤/아르곤, 우라늄 계열, 그리고 매우 최근의 화석의 경우 방사성 탄소 연대 측정법 포함)과 같은 절대 연대 측정법이 화석에 의해 얻어진 상대적 연대를 확인하고 많은 화석에 절대 연대를 제공하기 위해 사용되어 왔다.방사성 연대 측정 결과 가장 오래된 스트로마톨라이트는 34억 년 이상 된 것으로 밝혀졌다.

근대

화석 기록은 자연 도태에 따라 환경 조건과 유전적 잠재력이 상호작용하면서 40억년에 걸쳐 전개된 생명의 진화적 서사시다.

The Virtual Fossil Museum[91]

고생물학은 진화생물학과 결합해 생명의 나무를 그리는 학문 간 과제를 공유해 왔으며, 이는 세포 구조와 기능이 진화했을 때 필연적으로 시간을 거슬러 올라가 선캄브리아 현미경 생명체로 이어진다.원생대와 시대에서 지구의 깊은 시간은 "현미경 화석과 미묘한 화학적 [92]신호로 되살아날 뿐"이다.계통유전학을 사용하여 분자생물학자들은 단백질 아미노산 또는 뉴클레오티드 배열 호몰로지(즉 유사성)를 비교하여 제한된 통계적 신뢰로 생물 사이의 분류법과 진화 거리를 평가할 수 있다.반면에 화석 연구는 돌연변이가 언제 어떤 유기체에서 처음 나타났는지 더 구체적으로 밝혀낼 수 있다.계통유전학과 고생물학은 생물의 생김새와 [93]진화에 대한 과학의 여전히 어두운 관점을 명확히 하기 위해 함께 일한다.

파코피드릴로비테 엘드레지옵스는 두릅을 뛰었습니다.이 속은 나일스 엘드레지의 이름을 따서 지어졌다.
유타주 카멜 분기점의 쥐라기 중기 카멜 층의 크리노이드 기둥(이소크리너스 니코레티)

파캅스 삼엽충에 대한 나일스 엘드레지의 연구는 [94]데본기 동안 수백만 년 동안 삼엽충의 눈렌즈 배열에 대한 수정이 발작적으로 진행되었다는 가설을 뒷받침했다.파캅스 화석 기록에 대한 엘드레지의 해석은 수정체 변화의 여파가 화석화되었지만 빠르게 일어나는 진화 과정은 화석화되지 않았다는 것이었다.이 자료와 다른 자료로 인해 스티븐 제이 굴드와 나일스 엘드레지는 1971년에 중단 균형에 관한 그들의 중요한 논문을 발표하게 되었다.

초기 캄브리아기 2엽기 배아 미세화석의 싱크로트론 X선 단층촬영 분석은 초기 메타조아 진화에 대한 새로운 통찰력을 얻었다.단층 촬영 기술은 화석화의 한계에서 이전에는 도달할 수 없었던 3차원 해상도를 제공합니다.두 개의 수수께끼 같은 양서류 화석인 지렁이 같은 마쿠엘리아와 추정적이고 원시적인 원생 생물인 슈두이데스는 배아층의 배아 발달을 엿볼 수 있다.이 5억 4천 3백만 년 된 배아들은 절지동물 발달의 일부 측면의 출현을 원생대 후반에서 이전에 생각했던 것보다 더 일찍 지지한다.중국과 시베리아에서 보존된 배아는 빠른 인화 과정을 거치면서 세포 [jargon]구조를 포함한 절묘한 보존을 이루어냈다.이 연구는 화석 기록에 의해 암호화된 지식이 지구상의 생명체의 출현과 발달에 대해 얻을 수 없는 정보를 어떻게 계속 기여하고 있는지를 보여주는 주목할 만한 사례이다.예를 들어, 이 연구는 마쿠엘리아가 프리풀리드 벌레와 가장 가까운 친화력을 가지고 있으며 프리풀리다, 선충,[95][jargon] 절지동물의 진화적 가지와 인접해 있다는 것을 시사한다.

고생물학 표본을 발견하고 확인하는 데 있어 상당한 진보에도 불구하고, 화석 기록은 매우 [96][97]불완전하다는 것이 일반적으로 받아들여지고 있다.화석 기록의 완전성을 측정하기 위한 접근방식은 분류학적,[98][99] 시간적,[100] 환경적/[101]지리적 또는 요약적으로 [102][103]분류된 종을 포함한 수많은 하위 집합에 대해 개발되었다.이것은 고생물학 [104][105][106]기록에서 태포노미의 하위 분야와 편견의 연구를 포함한다.

예체능

한 가설에 따르면, 기원전 6세기의 코린트 화병은 척추동물 화석에 대한 가장 오래된 예술 기록이며, 아마도 다른 [107][108]종의 요소들과 결합된 미오세 기린일 것이다.하지만, 인공지능과 전문가 평가를 사용한 후속 연구는 포유류가 그려진 괴물에게 보이는 눈뼈를 가지고 있지 않기 때문에 이 생각을 거부한다.형태학적으로 이 꽃병 그림은 고대 [109]그리스인들이 살았던 지역에 사는 바라나과의 육식성 파충류와 일치한다.

거래 및 수집

주요 기사:화석 거래 및 화석 수집

화석 거래는 화석을 사고파는 행위이다.이것은 연구 현장에서 훔친 유물로 여러 번 불법적으로 행해져 매년 [110]많은 중요한 과학 표본이 희생된다.이 문제는 많은 [111]표본이 도난당한 중국에서 매우 뚜렷하다.

화석 수집은 과학적 연구, 취미 또는 이익을 위한 화석 수집입니다.화석 수집은 아마추어에 의해 행해진 것처럼 현대 고생물학의 전신이며 많은 사람들이 아마추어로서 화석을 수집하고 화석을 연구한다.전문가와 아마추어는 모두 그들의 과학적 가치를 위해 화석을 수집한다.

약으로서

건강 문제를 해결하기 위해 화석을 사용하는 것은 전통적인 의학에 뿌리를 두고 있으며 부적으로 화석을 사용하는 것을 포함한다.병을 완화하거나 치료하기 위해 사용하는 특정 화석은 종종 증상이나 영향을 받는 장기와의 유사성에 기초한다.화석의 약으로서의 유용성은 거의 전적으로 플라시보 효과이지만, 화석 물질은 제산 활동을 하거나 필수적인 [112]광물을 제공할 수 있다.공룡뼈는 21세기 [113]초 루양현에서 중기의 공룡뼈가 사용되면서 현대까지 한의학에서 용골(龍骨)로 사용되어 왔다.

갤러리

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레퍼런스

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