Podstawy paleoekologii

obowiązkowe

Wymagania „na wejściu”:

1. co najmniej podstawowa znajomość języka angielskiego lub niemieckiego (literatura do seminarium jest obcojęzyczna)

2. znajomość tabeli stratygraficznej

3. znajomość podstawowych typów skał osadowych

4. ogólna wiedza o środowiskach sedymentacji morskiej,

5. ogólna orientacja we współczesnych problemach zagrożeń ekosystemów.

Paleoekologia jest nauką interdyscyplinarną. Rozwija się na pograniczu wiodących dziedzin przyrodniczych: biologii, biologii molekularnej, geochemii, klimatologii i innych.

Celem przedmiotu jest przegląd zagadnień dotyczących interpretacji kopalnych środowisk sedymentacyjnych (ze szczególnym uwzględnieniem środowisk mezozoicznych) widzianych z perspektywy zasiedlających je niegdyś organizmów – dziś skamieniałości.

Omówione zostaną przykłady zastosowania koncepcji paleoekologicznych m. in. w badaniach paleoklimatycznych, paleoceanograficznych, do interpretacji kopalnych środowisk morskich lub lądowych, jak również dla wyjaśnienia zagadek wielkich radiacji i wymierań.

Przedmiot prowadzony jest w formie ogólnego wprowadzenia wykładowego i wygłaszanych przez studentów krótkich referatów seminaryjnymi wraz z prezentacją multimedialną. Tematy referatów i literaturę wstępnie proponuje wykładowca.

Paleoekologia bada wzajemne zależności między kopalnymi organizmami a środowiskiem ich życia. Podobnie jak inne dziedziny geologii dużo czerpie z badań aktualistycznych. Przede wszystkim jednak wykorzystuje do badań kopalne zespoły szczątków organizmów. W ten sposób łączy się z innymi dyscyplinami nauki jak tafonomia, ichnologia, stratygrafia czy sedymentologia. Jest nauką interdyscyplinarną.

Celem przedmiotu jest przedstawienie studentom wybranych aspektów paleoekologii środowiskowej ze szczególnym uwzględnieniem środowisk dawnych mórz. Student zapozna się z możliwościami wykorzystania zespołów mikro- i makroskamieniałości jako kryterium do interpretacji kopalnych środowisk.

Przedmiot prowadzony jest w formie ogólnego wprowadzenia wykładowego i naprzemiennie wygłaszanych przez studentów krótkich referatów seminaryjnymi wraz z prezentacją multimedialną. Referowane przez studentów zagadnienia pochodzą z artykułów drukowanych w czasopismach w języku angielskim. Temat i literaturę referatu indywidualnie sugeruje indywidualnie studentowi wykładowca, jednak student może zaproponować własny temat.

W cyklu 15 spotkań przewiduje się 10 wykładów i 5 spotkań o charakterze seminariów (szczegółowe proporcje mogą ulec zmianom w zależności od liczby studentów).

Wykłady i referaty seminaryjne dotyczą poniższych zagadnień:

1. Definicje, metodologia i cele naukowe. Różnice między paleoekologią a ekologią. Aktualizm i non-aktualizm w paleoekologii. Przykłady.

2. Ocena wierności zapisu kopalnego. Elementy tafonomii. Typy koncentracji kopalnych szczątków szkieletów organizmów – podział opisowy i genetyczny. Biocenoza, tanatocenoza, tafocenoza i fossil assemblage - omówienie na wybranym przykładzie Fossil Lagerstätte i innych. Nekroliza i biostratonomia. Potencjał fosylizacyjny zespołów biologicznych. Uśrednienie czasowe zespołów skamieniałości. Znaczenie dla interpretacji geologicznych i paleontologicznych.

3. Czynniki środowiskowe w morzach i ich wpływ na zróżnicowanie zespołów organizmów. Obieg materii w oceanach. Bioproduktywność. Środowiska i mikrośrodowiska w morzach. Zespoły organizmów w ekstremalnych środowiskach morskich (np. hydrotermal vents) - przykłady współczesne i kopalne.

4. Metody izotopowe w badaniach paleoklimatycznych i paleoceanograficznych, oparte o badania struktury i informacji geochemicznej zawartej w muszlach otwornic i mięczaków. Wydarzenia anoksyczne w historii Ziemi. Przykłady.

5. Fossil Lagerstätten jako unikalny typ zapisu kopalnego - znaczenie dla interpretacji geologicznych i paleontologicznych.

6. Biomineralizacja. Wpływ globalnego obiegu węgla w przyrodzie na równowagę procesów biokalcyfikacji i rozpuszczania CaCO3. Główne biologiczne systemy odpowiedzialne za produkcję węglanu wapnia w oceanach: rafy koralowe i Coccolithophorales. Wzrost alkaliczności oceanów jako źródło procesów biokalcyfikacji i siła napędzająca biologiczną ewolucję.

7. Wybrane modele paleoekologiczne i ich znacznie dla interpretacji paleośrodowisk (rafy, kopce mułowe, black smokers, zespoły miękkiego i twardego dna, stromatolity, biofacje środowisk niedoboru tlenu; następstwo skamieniałości śladowych w strefie płytkiego i głębszego szelfu, zespoły otwornic jako wskaźnik głębokości i inne).

8. Organizmy jako składowa procesu sedymentacji, analiza skamieniałości śladowych do interpretacji środowiska, twarde dno i hiatus.

9. Paleocommunities. Waga czynników biologicznych (np. konkurencji) dla charakterystyki paleocommunities. Skład taksonomiczny (liczebność, dynamika populacji) oraz struktura (zróżnicowanie, dominacja i związki troficzne) jako podstawowe atrybuty pleocommunity. Analiza taksonomiczna i analiza strukturalna paleocommunity. R-selekcja i k-selekcja populacji. Stabilność i zasoby środowiska. Struktura troficzna. Zastosowanie paleocommunities do rekonstrukcji paleośrodowiskowej.

10. Wielkie wymierania i radiacje w świetle paleoekologii.

1. BENTON M.J., HARPER D.A.T. 2009. Introduction to Paleobiology and the Fossil Record. 592 pp. Wiley-Blackwell

2.BOSENCE, D.W.J., ALLISON, P.A. (1995): Marine paleoenvironmental analysis from fossil record. 272 pp. London; The Geological Society Special Publications, 83.

3. BRENCHLEY, P.J., HARPER, D.A.T. (1998): Palaeoecology: ecosystems, environments and evolution. 402 pp. London; Chapman & Hall.

4. BROMLEY, R.G. (2004): The Application of Ichnology to Palaeoenvironmental and Stratigraphic Analysis. 496p. United Kingdom; The Geological Society Publishing House.

5. BRIGGS, D.E.G. (1991): Extraordinary Fossils. American Scientist, 79 (2), 130-141.

6. DODD, J.R., STANTON, R.J., Jr. (1990): Paleoecology Concepts and Applicataions, Second Edition, xvi+502 pp. New York, Chichester; Wiley & Sons.

7. FRITZ, P., FONTES, J.Ch. (1989): Handbook of environmental isotope geochemistry, 11+428 pp. Amsterdam; Elsevier.

8. FÜRSICH, F.T., ABERHAN, M. (1990): Significance of time-averaging for palaeocommunity analysis. Lethaia, 23, 143-152.

9. GRADSTEIN, F. M., OGG, J. G., SCHMITZ, M. D.(Eds.) 2012. The Geologic Time Scale. 1144 pp. Elsevier.

10. KEMPE, S & KAŹMIERCZAK, J. (1994): The role of alkalinity in the evolution of ocean Chemistry, Organization of living Systems, and Biocalcification Process. In: DOUMENGE, F. [Ed.] (1994): Past and present Biomineralization Process.37-60.

11. KIDWELL, S.M., JABLONSKI, D. T. (1994): Taphonomic feedback: ecological consequences of shell accumulation. In: TEVESZ, M.J.S. & MCCALL, P.L.[Eds] (1983): Biotic interactions in Recent and Fossil Benthic Communities. 195-250. New York; Plenum Press.

12. MACKENZIE, A., BALL, A.S., VIRDEE, S. R. (2002): Ekologia – krótkie wykłady. 396 pp., Warszawa; PWN.

13. MARTIN, R.E. (1999): Taphonomy, a process approach. 525 pp Cambridge University Press.

14. OSCHMANN, W. (1994): Adaptive pathway of benthic organisms in marine oxygen-controlled environments. Neues Jahrbuch für Palaeontologie, 191, 393-444.

1. Wiedza:

• przyswojenie angielskojęzycznej terminologii naukowej z zakresu paleoekologii,

• zdobycie wiedzy w zakresie naukowych podstaw wnioskowania o zależnościach między organizmami a środowiskiem na jaki pozwala zapis kopalny,

• zdobycie wiedzy o współczesnych zastosowaniach badań paleoekologicznych do celów analizy basenów sedymentacyjnych, badań stratygraficznych i paleontologicznych,

• zdobycie wiedzy o zintegrowanych metodach badawczych stosowany paleoekologii, w tym: geochemii, tafonomii, stratygrafii, paleontologii.

2. Nabycie umiejętności w zakresie:

• krytycznej oceny informacji drukowanych w publikacjach,

• doskonalenia samodzielności w wyszukiwania źródeł naukowych,

• przygotowywania prezentacji multimedialnych,

• zwięzłej prezentacji problemu w formie ustnego refratu i konspektu,

• hierarchicznego podejścia w wyjaśnianiu zjawisk, tj. przejście z etapu szybkich, powierzchownych interpretacji zjawisk do etapu głębszej analizy i odwołania się do szerszego kontekstu,

• tłumaczenia tekstów angielskojęzycznych dla celów naukowych,

• zastosowania zdobytej wiedzy do celów własnej pracy magisterskiej.

3. Kompetencje społeczne:

• doskonalenie swobody w publicznych wystąpieniach,

• doskonalenie umiejętności formułowania problemu,

• szkolenie umiejętności zabierania głosu w publicznej dyskusji,

• szkolenie umiejętności doboru przekonywujących argumentów.

K_W03 - zna szczegółową budowę anatomiczną, mineralogię szkieletu, systematykę, stany zachowania, rozumie przydatność dla biostratygrafii i interpretacji paleośrodowisk wybranych grup mikroskamieniałości

K_U06 - rozumie przydatność poszczególnych grup skamieniałości dla celów biostratygrafii oraz rekonstrukcji paleośrodowisk

K_U20 - potrafi sprawnie korzystać z różnorodnej literatury fachowej polskiej i zagranicznej

K_U21 - potrafi referować wyniki badań oraz stan wiedzy odnoszącej się do tych badań na podstawie istniejącej literatury polskiej i obcej za pomocą technik multimedialnych

K_U22 - umie krytycznie oceniać wyniki własnych badań oraz wnioski zawarte w literaturze fachowej

K_K01 - współdziała w grupach laboratoryjnych i na kursach terenowych

K_K02 - umie zaplanować etapy przygotowawcze do wykonania prezentacji i prac zaliczeniowych

K_K04 - zdobywa wiedzę i umiejętności przydatne do ewentualnego podjęcia studiów III stopnia

K_K05 - rozumie potrzebę przedstawiania najnowszej wiedzy geologicznej w ramach prezentacji i przy wykonywaniu prac zaliczeniowych

K_K06 - zna zasady najprostszego i najefektywniejszego osiągania zamierzonych celów przy wykonywaniu prac geologicznych

K_K09 - rozumie potrzebę uczenia się przez całe życie

Student oceniany jest na podstawie (1) aktywnego wysłuchania wykładów, (2) samodzielnego przygotowania w domu prezentacji multimedialnej, (3) publicznego wygłoszenia referatu w oparciu o zadaną lub samodzielnie wybraną literaturę angielskojęzyczną, (4) złożenie pisemnego konspektu wystąpienia (wersja rozszerzona) oraz (5) na podstawie bieżącej oceny jego udziału w dyskusjach nad referatami na zajęciach.

brak