微体古生物学报

大学地理科学专业生态学教育的扩展

 

1 引言

大学地理科学专业的主要目标是培养中学地理教育方面的人才,而中学地理知识体系包括了土壤、植被、生态和环保方面的内容[1],这就要求该专业学生扎实掌握生态学方面的内容。古生态学以现代生态学知识为基础,并进一步扩展,它将古生物学、地质学和古气候学等方面的知识有机的拟合在一起。因此,在大学地理科学专业生态学教学上可以适当的引入古生态学方面的内容,这既有利于学生未来的中学教学,又有利于立志于从事科研的学生扩展兴趣领域。古生态学教育可以围绕生活周边可以容易得到的生物(或古生物)样品来开展观察,并讨论其生活的环境。古生物化石包括肉眼可见的大化石与显微镜下可见的微体古生物化石,前者较难被找到,而后者较为广泛的存在于各种沉积物中。因此,我们可以围绕微体古生物进行开展教学。

2 常见的微体古生物简介

2.1 有孔虫

有孔虫(foraminifer)是一种属于原生动物门、跟足虫纲、有孔虫目的单细胞动物,由一团原生质构成。原生质分化为两层:薄而透明的外层称为外质,深色的内层称为内质。从外质伸出许多根状或丝状伪足,它们常分叉、分支,横向或斜向相连而呈网状。外质和伪足分泌壳质构成有孔虫壳。有孔虫的直径平均为0.33 毫米左右,个别属种的体积较大,例如Nummulites 化石的体积可达几毫米。有孔虫可出现在世界上大部分的海洋中,在外陆架特别的丰富,每10 毫升的沉积物样品中就可能出现40 多个种[2]。

2.2 钙质超微化石

钙质超微化石一般指大小1-35 微米(μm)左右的碳酸钙质化石。钙质超微化石主要包括颗石藻(coccolithophorida)所产生的颗石类化石(coccoliths),同时还包括一些与颗石大小相近、成分相同、通常共同产出的非颗石类化石,如盘星石类(Discoasteraceae)、角状石类(Ceratolithaceae)、楔石类(Sphenolithaceae)、五边石类(Braarudosphaeraceae)和微锥石类(nannoconids)等化石,但这类化石生物已经绝灭,其亲缘关系远未查明,被认为是和颗石藻同一类单细胞生物的遗骸。钙质超微化石分布于侏罗纪以来的海相地层,由于数量极多、分布广泛、演化迅速、能反映海水温度等环境变化,是海洋地层和古海洋学研究的好材料[3]。

2.3 介形虫

介形虫(Ostracods)与虾、蟹等动物一样,属节肢动物门的甲壳纲。分类为节肢动物门(Arthropoda)、甲壳纲(Crustacea)、介形虫亚纲(Ostracoda)。我们可以通过甲壳类动物之间的关系来研究介形虫的形态,介形虫属于微体古生物的一部分,属双壳节肢动物,大多数个体的长度为0.4-2 毫米左右。身体两侧对称,一般具有7 对分节的附肢,成虫最多具有8 对肢体,胸部末端具有一对尾叉,头部和胸部被包在两瓣之内。介形虫能够适应多种生活环境,在海水和淡水中都能生存,因此地理分布广[4]。

2.4 放射虫

放射虫是海洋中漂浮的单细胞原生动物,因为具有放射排列的线状伪足而得名。放射虫的大小一般为0.2~0.3 毫米,其细胞质被中心囊膜软组织分为囊内与囊外两部分。囊内和囊外的细胞质通过中心囊膜表面上的小孔相互沟通。大部分种类的放射虫由硅质骨骼所组成,这使得其死亡并沉入海底后不易被溶解,可以大量富集起来。研究发现,在火柴盒大小(大约2 立方厘米)的沉积物中含有的个体数竟然超过12 万个。这些堆积在海底的放射虫壳形成了著名的放射虫软泥,这种软泥覆盖了整个地球海底面积的3.4%。从古生代开始,放射虫就存在了,在其近6 亿年的历史中产生了惊人的形状多样性[5]。

2.5 沟鞭藻

沟鞭藻(Dinoflagellates)属于甲藻门(Pyrrophyta)下的沟鞭藻纲(Dinophyceae),是一种单细胞的真核生物,多数为鞭毛虫(Flagellates),体积在10-2000 微米之间。通常它是一种海洋浮游的藻类,但也分布在淡水环境中,现生种大约为2270 个,另外有大约2500个已经灭绝的化石种被描述。已知的淡水种大约为250-300种。接近一半的沟鞭藻可营光合作用,另外一些种是自养与异养相结合的生活方式。生物标记物与分子生物学证据表明,沟鞭藻起源于古生代,而沟鞭藻孢囊化石出现在中生代早期[6]。

2.6 孢粉

孢粉是指植物花粉和孢子,前者是种子植物的繁殖器官,后者是菌、藻植物和蕨类植物的繁殖体。当孢粉在孢子囊和花药中成熟之后,经过风、水或动物等动力飞离植物母体,大部分落在土壤中,经过漫长的年代土壤变成了化石,而这些保存在沉积物中的孢子和花粉,即称为孢粉化石。通常,“孢粉”一词也被简称为“花粉”(Pollen)。花粉颗粒体积多在几微米至200 微米之间[7]。