ДРЕВНЯЯ ИСТОРИЯ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ
КРАТКИЙ ОБЗОР ПРИНЦИПОВ И ВАЖНЕЙШИХ ФАКТОВ ПАЛЕОНТОЛОГИЧЕСКОЙ НАУКИ
Г. ЭЛЛЕЙН НИКОЛСОН
ДОКТОР МЕДИЦИНЫ, ДОКТОР НАУК, МАГИСТР ИСКУССТВ, ДОКТОР ФИЛОСОФИИ (ГЕТТИНГЕН), ЧЛЕН КОРОЛЕВСКОГО ОБЩЕСТВА ЭДИНБУРГА, ЧЛЕН ЛИННЕЕВСКОГО ОБЩЕСТВА
ПРОФЕССОР ЕСТЕСТВЕННОЙ ИСТОРИИ В УНИВЕРСИТЕТЕ СЕНТ-ЭНДРЮС
ПРЕДИСЛОВИЕ.
Изучение палеонтологии, или науки, занимающейся живыми существами, процветавшими на земном шаре в прошлые периоды его истории, может осуществляться двумя параллельными, но по сути различными путями. Согласно первому методу исследования, мы можем изучать анатомические особенности и строение бесчисленных вымерших форм жизни, погребенных в горных породах, просто как организмы, лишь со слабым и второстепенным упоминанием времени, в которое они жили. Согласно второму методу, ископаемые животные рассматриваются главным образом как вехи в древней летописи мира и изучаются исторически, в их связи с хронологической последовательностью страт, в которых они погребены. При этом, конечно, невозможно полностью игнорировать их структурные особенности и родство с животными, ныне живущими на Земле; однако этим моментам отводится подчиненное место, требующее лишь сравнительно общего внимания.
В предыдущей работе автор попытался представить сводку наиболее важных фактов палеонтологии, рассматриваемой в ее строго научном аспекте, как простого раздела великой биологической науки. Настоящая работа, напротив, является попыткой рассмотреть палеонтологию более специально с ее исторической стороны и в ее более тесной связи с геологией. В соответствии с этой целью вводная часть работы посвящена рассмотрению общих принципов палеонтологии и значению этой науки для различных геологических проблем — таких как способ формирования осадочных пород, влияние живых существ на земную кору и временная последовательность ископаемых формаций. Вторая часть работы посвящена исключительно исторической палеонтологии, где каждая формация рассматривается отдельно с точки зрения ее литологического характера и подразделений, связей с другими формациями, географического распространения, способа происхождения и характерных форм жизни.
При рассмотрении характерных ископаемых каждого последовательного периода дается общее описание их наиболее важных зоологических признаков и их связей с ныне живущими формами; однако технический язык зоологии был исключен, и широко использовались иллюстрации. Поэтому можно надеяться, что работа окажется полезной как для студентов-геологов, так и для студентов-зоологов, поскольку она по существу является очерком исторической палеонтологии, и студент любой из вышеупомянутых наук должен обладать некоторыми знаниями в последней. Хотя работа в первую очередь предназначена для студентов, следует добавить, что принятый метод изложения является настолько нетехническим, что не делает ее бесполезной для широкого круга читателей, желающих приобрести некоторые знания по предмету, представляющему столь огромный и всеобщий интерес.
Выполняя поставленную перед собой задачу, автор вряд ли может ожидать, учитывая характер материалов, с которыми ему пришлось иметь дело, что он полностью избежал ошибок, как упущений, так и неточностей. Однако предмет этот — тот, которому он посвятил труд многих лет, как изучая исследования других, так и проводя собственные изыскания; и он может лишь надеяться, что те ошибки, которые могут существовать, относятся главным образом к первой категории и не являются ни серьезными, ни многочисленными. Остается лишь добавить, что работа по необходимости очень ограничена по своему охвату, и что необходимость не предполагать у читателя глубокого предварительного знакомства с естественной историей неумолимо ограничила ее диапазон еще больше. Поэтому автор не претендует на то, чтобы дать нечто большее, чем просто общий очерк предмета; те же, кто желает получить более точные и подробные знания по палеонтологии, должны обратиться к другим, более обстоятельным трактатам.
ЮНАЙТЕД КОЛЛЕДЖ, СЕНТ-ЭНДРЮС. 2 октября 1876 г.
СОДЕРЖАНИЕ.
ЧАСТЬ I.
ПРИНЦИПЫ ПАЛЕОНТОЛОГИИ.
ВВЕДЕНИЕ.
Общие цели геологической науки — Старые теории катастрофизма и прерывистого действия — Более современные доктрины непрерывного и равномерного действия — Значение этих доктрин соответственно для происхождения существующего земного порядка — Элементы истины в катастрофизме — Общая истинность доктрины непрерывности — Геологическое время.
ГЛАВА I.
Определение палеонтологии — Природа ископаемых — Различные процессы фоссилизации.
ГЛАВА II.
Водные и магматические породы — Общие характеристики осадочных пород — Способ формирования осадочных пород — Определение термина «формация» — Основные подразделения водных пород — Механически образованные породы, их характеристики и способ происхождения — Химически и органически образованные породы — Известняковые породы — Мел, его микроскопическое строение и способ формирования — Известняк, разновидности, структура и происхождение — Фосфат извести — Конкреции — Сульфат извести — Кремнезем и кремнистые отложения различных видов — Зеленые пески — Красные глины — Углерод и углеродистые отложения.
ГЛАВА III.
Хронологическая последовательность ископаемых пород — Критерии возраста страт — Значение палеонтологических данных в стратиграфической геологии — Общая последовательность великих формаций.
ГЛАВА IV.
Перерывы в палеонтологической и геологической летописи — Использование термина «современный» применительно к группам страт — Общая последовательность страт и форм жизни, нарушаемая более или менее обширными пробелами — Несогласное залегание — Явления, подразумеваемые этим — Причины несовершенства палеонтологической летописи.
ГЛАВА V.
Выводы, которые можно сделать из ископаемых — Возраст пород — Способ происхождения любого ископаемого пласта — Речные, озерные и морские отложения — Выводы о климате — Доказательства поднятия и опускания участков земной коры, полученные из ископаемых.
ГЛАВА VI.
Биологические связи ископаемых — Вымирание форм жизни — Геологический диапазон различных видов — Устойчивые типы жизни — Современное происхождение существующих животных и растений — Отнесение ископаемых форм к существующим основным подразделениям животного царства — Отличие более древних типов жизни от ныне существующих — Сходство ископаемых данной формации с ископаемыми формации, лежащей непосредственно выше и ниже — Появление новых форм жизни.
ЧАСТЬ II.
ИСТОРИЧЕСКАЯ ПАЛЕОНТОЛОГИЯ.
ГЛАВА VII.
Лаврентийский и Гуронский периоды — Общая природа, подразделения и географическое распространение Лаврентийских отложений — Нижний и Верхний Лаврентий — Основания полагать, что Лаврентийские породы не являются азойными, основанные на наличии в них известняков, пластов оксида железа и графита — Характеристики, химический состав и тонкое строение Eozoön canadense — Сравнение Eozoön с существующими фораминиферами — Archœosphœrinœ — Гуронская формация — Природа и распространение Гуронских отложений — Органические остатки Гуронского периода — Литература.
ГЛАВА VIII.
Кембрийский период — Общая последовательность Кембрийских отложений в Уэльсе — Нижний Кембрий и Верхний Кембрий — Кембрийские отложения континентальной Европы и Северной Америки — Жизнь Кембрийского периода — Фукоиды — Eophyton — Oldhamia — Губки — Иглокожие — Аннелиды — Ракообразные — Строение трилобитов — Брахиоподы — Крылоногие, брюхоногие и двустворчатые моллюски — Головоногие — Литература.
ГЛАВА IX.
Нижнесилурийский период — Силурийские породы в целом — Границы Нижнего и Верхнего силура — Общая последовательность, подразделения и характеристики Нижнесилурийских пород Уэльса — Общая последовательность, подразделения и характеристики Нижнесилурийских пород Североамериканского континента — Жизнь периода — Фукоиды — Простейшие — Граптолиты — Строение граптолитов — Кораллы — Общее строение кораллов — Криноидеи — Цистидеи — Общие характеристики цистидей — Аннелиды — Ракообразные — Мшанки — Брахиоподы — Двустворчатые и одностворчатые моллюски — Камерные головоногие — Общие характеристики головоногих — Конодонты.
ГЛАВА X.
Верхнесилурийский период — Общая последовательность Верхнесилурийских отложений Уэльса — Верхнесилурийские отложения Северной Америки — Жизнь Верхнего силура — Растения — Простейшие — Граптолиты — Кораллы — Криноидеи — Общее строение криноидей — Морские звезды — Аннелиды — Ракообразные — Эвриптериды — Мшанки — Брахиоподы — Строение брахиопод — Двустворчатые и одностворчатые моллюски — Крылоногие — Головоногие — Рыбы — Силурийская литература.
ГЛАВА XI.
Девонский период — Связи между Старым красным песчаником и морскими Девонскими отложениями — Старый красный песчаник Шотландии — Девонские страты Девоншира — Последовательность и подразделения Девонских отложений Северной Америки — Жизнь периода — Растения — Простейшие — Кораллы — Криноидеи — Pentremites — Аннелиды — Ракообразные — Насекомые — Мшанки — Брахиоподы — Двустворчатые моллюски — Одностворчатые моллюски — Крылоногие — Головоногие — Рыбы — Общие подразделения рыб — Палеонтологические доказательства независимого существования Девонской системы как отдельной формации — Литература.
ГЛАВА XII.
Каменноугольный период — Связи Каменноугольных пород с Девонскими — Каменноугольный известняк или подкаменноугольная серия — Мильритовый песчаник и угольные пласты — Жизнь периода — Строение и способ формирования угля — Растения угольного периода.
ГЛАВА XIII.
Животный мир Каменноугольного периода — Простейшие — Кораллы — Криноидеи — Pentremites — Строение Pentremites — Морские ежи — Строение морских ежей — Аннелиды — Ракообразные — Насекомые — Паукообразные — Многоножки — Мшанки — Брахиоподы — Двустворчатые и одностворчатые моллюски — Головоногие — Рыбы — Лабиринтодонты (земноводные) — Литература.
ГЛАВА XIV.
Пермский период — Общая последовательность, характеристики и способ формирования Пермских отложений — Жизнь периода — Растения — Простейшие — Кораллы — Иглокожие — Аннелиды — Ракообразные — Мшанки — Брахиоподы — Двустворчатые моллюски — Одностворчатые моллюски — Крылоногие — Головоногие — Рыбы — Земноводные — Рептилии — Литература.
ГЛАВА XV.
Триасовый период — Общие характеристики и подразделения Триаса на континенте Европы и в Британии — Триас Северной Америки — Жизнь периода — Растения — Иглокожие — Ракообразные — Мшанки — Брахиоподы — Двустворчатые моллюски — Одностворчатые моллюски — Головоногие — Смешение палеозойских и мезозойских типов моллюсков — Рыбы — Земноводные — Рептилии — Предполагаемые следы птиц — Млекопитающие — Литература.
ГЛАВА XVI.
Юрский период — Общая последовательность и подразделения Юрских отложений в Британии — Юрские породы Северной Америки — Жизнь периода — Растения — Кораллы — Иглокожие — Ракообразные — Насекомые — Брахиоподы — Двустворчатые моллюски — Одностворчатые моллюски — Крылоногие — Четырехжаберные головоногие — Двужаберные головоногие — Рыбы — Рептилии — Птицы — Млекопитающие — Литература.
ГЛАВА XVII.
Меловой период — Общая последовательность и подразделения Меловых пород в Британии — Меловые породы Северной Америки — Жизнь периода — Растения — Простейшие — Кораллы — Иглокожие — Ракообразные — Мшанки — Брахиоподы — Двустворчатые моллюски — Одностворчатые моллюски — Четырехжаберные и двужаберные головоногие — Рыбы — Рептилии — Птицы — Литература.
ГЛАВА XVIII.
Эоценовый период — Связи между кайнозойскими и мезозойскими породами в Европе и Северной Америке — Классификация третичных отложений — Последовательность и подразделения Эоценовых пород Британии и Франции — Эоценовые страты Соединенных Штатов — Жизнь периода — Растения — Фораминиферы — Кораллы — Иглокожие — Моллюски — Рыбы — Рептилии — Птицы — Млекопитающие.
ГЛАВА XIX.
Миоценовый период — Миоценовые страты Британии — Франции — Бельгии — Австрии — Швейцарии — Германии — Греции — Индии — Северной Америки — Арктических регионов — Жизнь периода — Растительность Миоценового периода — Фораминиферы — Кораллы — Иглокожие — Членистоногие — Моллюски — Рыбы — Земноводные — Рептилии — Млекопитающие.
ГЛАВА XX.
Плиоценовый период — Плиоценовые отложения Британии — Европы — Северной Америки — Жизнь периода — Климат периода, определяемый по беспозвоночным животным — Плиоценовые млекопитающие — Литература, относящаяся к третичным отложениям и их ископаемым.
ГЛАВА XXI.
Постплиоценовый период — Разделение четвертичных отложений на постплиоценовые и современные — Связи постплиоценовых отложений северного полушария с «ледниковым периодом» — Доледниковые отложения — Ледниковые отложения — Арктические моллюски в ледниковых пластах — Послеледниковые отложения — Природа и способ формирования гравия высокого и низкого уровня — Природа и способ формирования пещерных отложений — Кентская пещера — Постплиоценовые отложения южного полушария.
ГЛАВА XXII.
Жизнь постплиоценового периода — Влияние наступления и отступления ледникового периода на животных, населявших северное полушарие — Птицы постплиоцена — Млекопитающие постплиоцена — Климат послеледникового периода, выведенный из изучения послеледниковых млекопитающих — Нахождение костей и орудий человека в постплиоценовых отложениях в сочетании с остатками вымерших млекопитающих — Литература, относящаяся к постплиоценовому периоду.
ГЛАВА XXIII.
Последовательность жизни на земном шаре — Постепенное и последовательное появление форм жизни — Что подразумевается под «низшими» и «высшими» группами животных и растений — Временная последовательность великих групп животных, в основном соответствующая их зоологическому порядку — Идентичные явления в растительном царстве — Устойчивые типы жизни — Высокая организация многих ранних форм — Значение палеонтологии для общей доктрины эволюции.
ПРИЛОЖЕНИЕ. — Табличный обзор основных подразделений животного царства.
ГЛОССАРИЙ.
УКАЗАТЕЛЬ.
СПИСОК ИЛЛЮСТРАЦИЙ.
FIG.
1. Cast of Trigonia longa.
2. Microscopic section of the wood of a fossil Conifer.
3. Microscopic section of the wood of the Larch.
4. Section of Carboniferous strata, Kinghorn, Fife.
5. Diagram illustrating the formation of stratified deposits.
6. Microscopic section of a calcareous breccia.
7. Microscopic section of White Chalk.
8. Organisms in Atlantic Ooze.
9. Crinoidal marble.
10. Piece of Nummulitic limestone, Pyramids.
11. Microscopic section of Foraminiferal limestone—Carboniferous, America.
12. Microscopic section of Lower Silurian limestone.
13. Microscopic section of oolitic limestone, Jurassic.
14. Microscopic section of oolitic limestone, Carboniferous.
15. Organisms in Barbadoes earth.
15. Organisms in Barbadoes earth.
16. Organisms in Richmond earth.
17. Ideal section of the crust of the earth.
18. Unconformable junction of Chalk and Eocene rocks.
19. Erect trunk of a Sigillaria.
20. Diagrammatic section of the Laurentian rocks
21. Microscopic section of Laurentian limestone.
22. Fragment of a mass of Eozoön Canadense.
23. Diagram illustrating the structure of Eozoön.
24. Microscopic section of Eozoön Canadense.
25. Nonionina and Gromia.
26. Group of shells of living Foraminifera.
27. Diagrammatic section of Cambrian strata.
28. Eophyton Linneanum.
29. Oldhamia antiqua.
30. Scolithus Canadensis.
31. Group of Cambrian Trilobites.
32. Group of characteristic Cambrian fossils.
33. Fragment of Dictyonema sociale.
34. Generalised section of the Lower Silurian rocks of Wales.
35. Generalised section of the Lower Silurian rocks of North America.
36. Licrophycus Ottawaensis.
37. Astylospongia prœmorsa.
38. Stromatopora rugosa.
39. Dichograptus octobrachiatus.
40. Didymograptus divaricatus.
41. Diplograptus pristis.
42. Phyllograptus typus.
43. Zaphrentis Stokesi.
44. Strombodes pentagonus.
45. Columnaria alveolata.
46. Group of Cystideans.
47. Group of Lower Silurian Crustaceans.
48. Ptilodictya falciformis.
49. Ptilodictya Schafferi.
50. Group of Lower Silurian Brachiopods.
51. Group of Lower Silurian Brachiopods.
52. Murchisonia gracilis.
53. Bellerophon argo.
54. Maclurea crenulata.
55. Orthoceras crebriseptum.
56. Restoration of Orthoceras.
57. Generalised section of the Upper Silurian rocks.
58. Monograptus priodon.
59. Halysites catenularia and H. agglomerata.
60. Group of Upper Silurian Star-fishes.
61. Protaster Sedgwickii.
62. Group of Upper Silurian Crinoids.
63. Planolites vulgaris.
64. Group of Upper Silurian Trilobites.
65. Pterygotus Anglicus.
66. Group of Upper Silurian Polyzoa.
67. Spirifera hysterica.
68. Group of Upper Silurian Brachiopods.
69. Group of Upper Silurian Brachiopods.
70. Pentamerus Knightii.
71. Cardiola interrupta, C. fibrosa, and Pterinœa subfalcata.
72. Group of Upper Silurian Univalves.
73. Tentaculites ornatus.
74. Pteraspis Banksii.
75. Onchus tenuistriatus and Thelodus.
76. Generalised section of the Devonian rocks of North America.
77. Psilophyton princeps.
78. Prototaxites Logani.
79. Stromatopora tuberculata.
80. Cystiphyllum vesiculosum.
81. Zaphrentis cornicula.
82. Heliophyllum exiguum.
83. Crepidophyllum Archiaci.
84. Favosites Gothlandica.
85. Favosites hemisphœrica.
86. Spirorbis omphalodes and S. Arkonensis.
87. Spirorbis laxus and S. Spinulifera.
88. Group of Devonian Trilobites.
89. Wing of Platephemera antiqua.
90. Clathropora intertexta.
91. Ceriopora Hamiltonensis.
92. Fenestella magnifica.
93. Retepora Phillipsi.
94. Fenestella cribrosa.
95. Spirifera sculptilis.
96. Spirifera mucronata.
97. Atrypa reticularis.
98. Strophomena rhomboidalis.
99. Platyceras dumosum.
100. Conularia ornata.
101. Clymenia Sedgwickii.
102. Group of Fishes from the Devonian rocks of North America.
103. Cephalaspis Lyellii.
104. Pterichthys cornutus.
105. Polypterus and Osteolepis.
106. Holoptychius nobilissimus.
107. Generalised section of the Carboniferous rocks of the North of England.
108. Odontopteris Schlotheimii.
109. Calamites cannœformis.
110. Lepidodendron Sternbergii.
111. Sigillaria Grœseri.
112. Stigmaria ficoides.
113. Trigonocarpum ovatum.
114. Microscopic section of Foraminiferal limestone—Carboniferous, North America.
115. Fusulina cylindrica.
116. Group of Carboniferous Corals.
117. Platycrinus tricontadactylus.
118. Pentremites pyriformis and P. conoideus.
119. Archœocidaris ellipticus.
120. Spirorbis Carbonarius.
121. Prestwichia rotundata.
122. Group of Carboniferous Crustaceans.
123. Cyclophthalmus senior.
124. Xylobius Sigillariœ.
125. Haplophlebium Barnesi.
126. Group of Carboniferous Polyzoa.