Paleoekologia środowisk kopalnych

ogólnouniwersyteckie

Wymagania „na wejściu”:

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

2. ogólna wiedza o współczesnych środowiskach sedymentacji morskiej i lądowej,

3. ogólna orientacja we współczesnych problemach zagrożeń ekosystemów,

4. podstawowa wiedza o ewolucji świata organicznego

Celem niniejszego przedmiotu jest zapoznanie słuchaczy z metodami badań kopalnych środowisk w geologicznej historii Ziemi, na podstawie kopalnych zespołów szczątków organizmów.

Przedmiot prowadzony jest w formie konwersatorium łączącego formę wykładu, referatu studenckiego i panelu dyskusyjnego.

Paleoekologia jest nauką interdyscyplinarną. Bada wzajemne zależności między kopalnymi organizmami a środowiskiem ich życia. Podobnie jak inne dziedziny geologii dużo czerpie z badań aktualistycznych. Choć dziedziny ekologii i paleoekologii mają ze sobą wiele wspólnego, różnią się innym ujęciem problemu badawczego. Ekologia zajmuje się współczesnymi problemami zagrożeń środowiska i ich wpływem na zmniejszanie się różnorodności biologicznej. Paleoekologia, częściej niż o biota, pyta o samo środowisko fizyczne widziane z perspektywy zasiedlających je organizmów. Wykorzystuje informacje, których dostarcza kopalny zespół szczątków organizmów.

Kurs obejmuje naprzemienny cykl wykładów będących wprowadzeniem do poszczególnych zagadnień (prowadzi wykładowca) oraz ustnych referatów dla omówienia konkretnych przykładów (referują studenci, którzy wybiorą ustną formę zaliczenie przedmiotu, patrz "Metody i kryteria oceniania"). Referaty są wsparte prezentacją multimedialną. Po referatach jest otwarta dyskusja.

Studenci mają swobodę wyboru tematu i artykułów źródłowych w zakresie omawianych zagadnień lub mogą skorzystać z sugestii wykładowcy.

Zakres tematyczny:

1. Paleoekologia – cele definicje, metody. Hierarchiczna struktura biosfery. Koncepcja łańcucha pokarmowego. Poziomy troficzne. Nisza ekologiczna. Prawo minimum Lebiega. Prawo tolerancji Shelforda. Interakcje biologiczne na poziomie gatunków. Przykłady współczesne i kopalne.

2. Gatunek w stanie kopalnym. Problem kompletności zapisu stratygraficznego. Zasada taksonomicznego uniformitarianizmu (“the present is the key to the past”). Metody wnioskowania naukowego na podstawie zapisu kopalnego.

3. Procesy tafonomiczne jako czynniki określające pośmiertny los szczątków organizmów. Zespoły biologiczne i zespoły pośmiertne.

4. Unikalne stany zachowania kopalnych zwierząt i roślin — Fossil Lagerstätte. Znaczenie koncentracji części szkieletowych dla interpretacji paleośrodowiskowych.

5. Metody izotopowe na postawie informacji chemicznej w muszlach otwornic i w muszlach mięczaków. Przykłady zastosowań w badaniach paleobiologicznych, paleoklimatycznych, paleośrodowiskowych.

6. Produktywność, cykl węglowy, klimat. Biologiczna pompa węglowa. Dostępność nutrientów w kopalnych środowiskach morskich i ich wpływ na ewolucję biosfery. Kopalne wskaźniki upwellingów. Główne biologiczne ekosystemy, które generują węglan wapnia, tj. rafy koralowe i Coccolithophorales i ich zapis kopalny.

7. Wybrane modele paleoekologiczne i ich znacznie dla interpretacji paleośrodowiska: zespoły miękkiego i twardego dna, stromatolity, biofacje charakterystyczne dla środowiska niedoboru tlenu; zespoły skamieniałości śladowych jako wskaźniki głębokości środowiska morskiego; obfitość pelagicznych, bentonicznych wapiennych i bentonicznych aglutynujących otwornic jako wskaźnik względnych zmian głębokości mórz od mezozoiku, i inne.

8. Morskie chłodne wysięki metanowe: ich zapis kopalny, uwarunkowania geologiczne, kryteria biogeochemiczne i warunki paleośrodowiskowe.

9. Modele aktualistyczne- np. 'Hydrothermal seep" – nowy głębokooceaniczny ekosystem.

10. Wielkie wymierania i radiacje. Model Sepkoskiego (1984). Geochemia wielkich wymierań.

BROMLEY, R.G. (1996): Trace fossils: biology, taphonomy and applications, 2nd ed. xvi+367 pp. London; Chapman & Hall.

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

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

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

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

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

LEVIN, L. A., ORPHAN, V. J., ROUSE, G. W. et. al. 2012. A hydrothermal seep on the Costa Rica margin: middle ground in a continuum of reducing ecosystems. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 2012; DOI: 10.1098/rspb.2012.0205

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

PIANKA, E.R. (1981): Ekologia ewolucyjna. 341 pp. Warszawa; PWN.

RAUP, D.M., STANLEY, S.M. (2004).Principles of Paleontology; 2nd edition. 481 pp. CBS Publishers & Distributors.

TEVESZ, M.J.S. & MCCALL, P.L.[Eds] (1983): Biotic interactions in Recent and Fossil Benthic Communities. xviii+837 pp. New York; Plenum Press.

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

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

1.Wiedza w zakresie:

• angielskojęzycznej terminologii naukowej,

• metod wnioskowania naukowego o zależnościach między organizmami a środowiskiem na podstawie zapisu kopalnego,

• stosowania zintegrowanych metod badawczych do rozwiązywania problemów naukowych.

2. Nabycie umiejętności w zakresie:

•krytycznej oceny informacji drukowanych w publikacjach,

•doskonalenia samodzielności w wyszukiwania źródeł naukowych,

•zwięzłej prezentacji problemu w formie referatu ustnego lub pisemnego,

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

• zastosowania zdobytej wiedzy do celów pracy magisterskiej lub ewentualnie doktorskiej.

3. Kompetencje społeczne:

• doskonalenie umiejętności formułowania problemu,

• szkolenie umiejętności zabierania głosu w publicznej dyskusji,

• szkolenie umiejętności doboru przekonywujących argumentów.

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

Metody: Student ma do wyboru (a) ustną referatową lub (b) wyłącznie pisemną formę zaliczenia. Wybraną formę zaliczenia student deklaruje na pierwszych zajęciach. Przy obu formach zaliczenia student ma swobodę wyboru tematu i artykułów źródłowych lub może skorzystać z sugestii wykładowcy.

Przez ustną formę zaliczenia rozumie się wygłoszenie jednego referatu w semestrze (ok. 20-30 minut) z omówieniem przykładu zagadnienia, w oparciu o przygotowaną prezentację multimedialną (format pptx lub pdf). Prezentację należy złożyć na nośniku elektronicznym, jako niezbędny załącznik stanowiący podstawę zaliczenia.

Przez formę pisemną zaliczenia rozumie się napisanie kilkustronicowego (rozszerzonego) opracowania (bez konieczności ustnej prezentacji) z omówieniem wybranego zagadnienia i z podaniem cytowań bibliograficznych. Należy go dostarczyć prowadzącemu nie później niż w przedostatnim tygodniu trwania semestru, jako niezbędny załącznik stanowiący podstawę zaliczenia.

Kryteria: Student oceniany jest na podstawie (1) kontroli obecności (dopuszczona jest jedna nieobecność w semestrze z przyczyn losowych), (2) wysłuchania ze zrozumieniem wykładów, (3) oceny poprawności merytorycznej samodzielnie przygotowanego referatu ustnego lub pisemnego opracowania, w tym jakości edytorskiej załączników, oraz (4) na podstawie oceny ciągłej udziału studenta w dyskusji.

nie obowiązują