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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 節(jié)肢動(dòng)物自然腐解埋藏學(xué)實(shí)驗(yàn)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 數(shù)理
- 簡(jiǎn)介：
- 本作品以潮蟲、馬陸、蚰蜒為主要材料，研究其在不同介質(zhì)（淡水、海水）和底質(zhì)（沙質(zhì)，有機(jī)泥質(zhì)等）中自然狀態(tài)下腐解的發(fā)生和發(fā)展規(guī)律。實(shí)驗(yàn)中采取宏觀、顯微觀察，跟蹤記錄其的Eh值和pH值等各種手段。其結(jié)果可以對(duì)比研究古代節(jié)肢動(dòng)物或類似的動(dòng)物化石被保存的過(guò)程，同時(shí)對(duì)某些化石的特異埋藏條件及其環(huán)境起到實(shí)驗(yàn)參考作用。
- 詳細(xì)介紹：
- 大多數(shù)生物死后，其機(jī)體將會(huì)發(fā)生腐爛降解。如果條件合適，生物體的部分或者全部將被保存成為化石。以現(xiàn)代節(jié)肢動(dòng)物為對(duì)象研究其腐解過(guò)程，通過(guò)對(duì)比研究古代節(jié)肢動(dòng)物或類似的動(dòng)物化石被保存的過(guò)程，以及某些化石的特異埋藏條件及其環(huán)境作出以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的解釋。但是從已取得的成果來(lái)看，人們對(duì)生物在自然環(huán)境中腐爛降解的具體過(guò)程和規(guī)律的認(rèn)識(shí)尚存在欠缺，很多只是一些推測(cè)。而生物腐解過(guò)程本身對(duì)周圍環(huán)境影響的認(rèn)識(shí)更是不足。 在實(shí)驗(yàn)中，以潮蟲、馬陸、蚰蜒為主要材料，研究其在不同介質(zhì)（淡水、海水）和底質(zhì)（沙質(zhì)，有機(jī)泥質(zhì)等）中自然狀態(tài)下腐解的發(fā) 生和發(fā)展規(guī)律。跟蹤記錄腐解過(guò)程的Eh值和pH值的變化規(guī)律，并結(jié)合其宏觀變化將腐解過(guò)程進(jìn)行階段劃分。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，不同類型生物的腐解方式差異很大，而同種生物在不同的底質(zhì)條件、水介質(zhì)條件下的腐解速率差異很大，沉降在沙質(zhì)表面上的尸體腐解最快，富含有機(jī)質(zhì)的淤泥較慢，浸泡在淡水里面的尸體腐解最慢。這一點(diǎn)已與已知的很多化石庫(kù)（如澄江生物群）的保存相對(duì)應(yīng)。而在以前人們推測(cè)沉積物中由于有機(jī)質(zhì)的分解，周圍介質(zhì)會(huì)呈酸性，本實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，在腐解過(guò)程中周圍介質(zhì)的Eh值和pH值均迅速下降（1——2天內(nèi)降到最低值），并且呈強(qiáng)還原性但未明顯呈酸性。
作品圖片
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 在研究某些化石的特意埋藏方面，爭(zhēng)論比較大，可參考的實(shí)驗(yàn)材料不足。本作品以現(xiàn)代節(jié)肢動(dòng)物為對(duì)象研究其腐解過(guò)程，通過(guò)對(duì)比研究古代節(jié)肢動(dòng)物或類似的動(dòng)物化石被保存的過(guò)程，并且對(duì)比研究地史時(shí)期節(jié)肢動(dòng)物或類似的動(dòng)物化石在被保存以及形成的過(guò)程。同時(shí)，探討某些化石的特殊保存過(guò)程與保存機(jī)理，并在此基礎(chǔ)上嘗試建立動(dòng)物機(jī)體腐爛降解發(fā)生和發(fā)展的基本模型，并為某些化石的特異埋藏機(jī)理研究做出貢獻(xiàn)。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 利用實(shí)驗(yàn)室埋藏、腐解模擬現(xiàn)代生物腐爛降解的過(guò)程，將今論古，試圖對(duì)埋藏在地層中的化石保存形態(tài)、形式以及難易程度作出以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的解釋，并還原生物群及其生活環(huán)境的總面貌，是非?？尚械摹Ｔ谘芯坎煌匀画h(huán)境下腐解差異方面的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路及其進(jìn)行，目前尚未看見除本作品之外的其他報(bào)道。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 利用現(xiàn)存的節(jié)肢動(dòng)物進(jìn)行不同環(huán)境的實(shí)驗(yàn)室埋藏腐解，可以對(duì)某些化石的特殊保存（如澄江動(dòng)物群軟軀體埋藏、高家山生物群等）及其環(huán)境的解釋提供依據(jù)。同時(shí)促進(jìn)實(shí)驗(yàn)室埋藏學(xué)的發(fā)展。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 通過(guò)實(shí)驗(yàn)，研究節(jié)肢動(dòng)物在自然狀態(tài)下的腐解發(fā)生和發(fā)展規(guī)律。跟蹤記錄腐解過(guò)程的Eh值和pH值的變化規(guī)律，并結(jié)合其宏觀表現(xiàn)將腐解過(guò)程分為三個(gè)階段。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明腐解過(guò)程受周圍環(huán)境影響較大，不同的底質(zhì)條件、水介質(zhì)條件下的腐解速率有所差異，沉降在沙質(zhì)表面上的尸體腐解最快，富含有機(jī)質(zhì)的淤泥較慢，浸泡在淡水里面的尸體腐解最慢。由于有機(jī)質(zhì)的分解，使得周圍環(huán)境的Eh值和pH值均下降而呈強(qiáng)還原性但未明顯呈酸性。不同類型生物的腐解方式差異很大，研究節(jié)肢動(dòng)物腐解過(guò)程，為節(jié)肢動(dòng)物或類似動(dòng)物軟體在保存成化石過(guò)程中的的特異埋藏的過(guò)程提供依據(jù)。
獲獎(jiǎng)情況
- 1.論文：《節(jié)肢動(dòng)物自然腐解埋藏學(xué)實(shí)驗(yàn)》，在《古生物學(xué)報(bào)》，2010年9月， 49卷第3期發(fā)表。 2.獲獎(jiǎng)情況：2010年4月在全國(guó)地球科學(xué)類國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心創(chuàng)新性實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)競(jìng)賽中獲得特等獎(jiǎng)。
鑒定結(jié)果
- 該作品對(duì)從埋藏學(xué)角度出發(fā)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段探索了節(jié)肢動(dòng)物自然降解的過(guò)程，在研究地史時(shí)期節(jié)肢動(dòng)物保存成化石的過(guò)程具有參考和對(duì)比意義。應(yīng)當(dāng)說(shuō)，該作品對(duì)實(shí)驗(yàn)室埋藏學(xué)起到一定的推動(dòng)意義。
參考文獻(xiàn)
- Briggs D E G, Kear A J, 1993a. Decay and preservation of polychaetes: Taphonomic tthresholds in soft-bodied organisms. Briggs D E G, Kear A J, 1993b. Fossilization of soft tissue in the laboratory. Briggs D E G, Kear A J, 1994. Decay and mineralization of shrimps. Duncan I J, Titchener F, Briggs D E G, 2003. Decay and disarticulation of the cockroach: Implications for preservation of the blattoids of Writhlington. 陳孝政，王 偉，劉欣春等，2007. 微生物硅化作用模擬實(shí)驗(yàn). Chen Xiao-zheng, Wang Wei, Shang Qing-hua, Lou Yue,et al，2009. Experimental evidence for eukaryotic fossil preservation: Onion skin cells insilica solution. Mutel M H E, Waugh D A, Feldmann R M, 2008. Experimental taphonomy of Callinectes Sapidus and cuticular controls on preservation. 楊瑞東，趙元龍，1999. 我國(guó)早期后生動(dòng)物群的特異埋藏機(jī)理探討. Han Jian, Shu De-gan, Zhang Zhi-fei,ect， 2006. Preliminary notes on softbodied fossil concentrations from the Early Cambrian Chengjiang deposits.
同類課題研究水平概述
- 最先報(bào)道對(duì)現(xiàn)今動(dòng)物腐爛降解過(guò)程和規(guī)律的研究，是Briggs等在1993年用沙蠶為實(shí)驗(yàn)材料，研究其降解過(guò)程中氧氣、微生物含量等的作用，1994年又用蝦為實(shí)驗(yàn)材料，首次使得軟體組織在人工海水介質(zhì)下碳酸鈣化，并將其腐解過(guò)程分成5個(gè)階段；Duncan等用Periplaneta和Blaberus為材料，發(fā)現(xiàn)其翅膀的斷裂從翅脈開始；陳孝政等于2007年以桿狀細(xì)菌為材料，研究濃度為1000 ppm 的硅溶液中細(xì)菌的早期的硅化作用，又于2009年在大量實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，提出洋蔥細(xì)胞的快速硅化條件是高度飽和的硅含量。臺(tái)灣大學(xué)Mutel等用海蟹為實(shí)驗(yàn)材料研究之后認(rèn)為，抗腐解的能力跟其骨骼的鈣化程度密切相關(guān)，等等。 然而從結(jié)論來(lái)看以前的研究者均在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)條件（如溫度、含氧量等等），未見有關(guān)側(cè)重模擬不同自然條件下的埋藏實(shí)驗(yàn)的報(bào)道。本作品在吸收前人經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過(guò)實(shí)驗(yàn)初步探索純自然條件下的腐解過(guò)程，和不同物種、不同宏觀環(huán)境下腐解過(guò)程的差異，以及腐解過(guò)程本身對(duì)環(huán)境的影響。
