Отношение палеонтологии к биологии
Названию «биология» придавался неодинаковый смысл. В широком смысле биология обозначает учение о всем живом, т. е. охватывает зоологию и ботанику, палеонтологию, физиологию и пр.; в узком смысле под названием биология понимали учение об образе жизни животных и растений, о местопребывании, движениях, пище, размножении. В настоящее время эта область знания называется биономией и разделяется на экологию и этологию; «экология», от этос — нрав (отсюда же этика, учение о нравственности в применении к человеку), существует только в отношении мира животных, как существ чувствующих и двигающихся, и изучает их привычки и действия, тогда как «экология», от греческого слова oikos — дом, жилище, или «экономология», простирается на животных и на растения и изучает вопросы местожительства и соотношения с ним организма, отношения организма к окружающей среде.
Экология представляет важные соприкосновения с палеонтологией. С одной стороны, встречая группы ископаемых животных и растений, современные представители которых живут постоянно в определенных условиях, палеонтолог делает заключение о наличности таких же физико-географических условий в известной местности, в известную эпоху геологическую. С иной стороны, благодаря возможности восстановить физико-географические, условия прошлых геологических эпох в значительной степени независимо от изучения фауны и флоры, палеонтолог, исходя из этих условий, бывает в состоянии объяснить организацию вымерших групп, значительно отличающихся от ныне живущих, и потому иногда загадочную. Так, объяснение организации вымершей группы кораллов Rugosa получается, исходя из жизни их на малых морских глубинах, в областях со значительным волнением морской воды.
Сходства организации, возникающие у различных организмов у одних независимо от других под влиянием сходных внешних условий, или вышеупомянутые аналогии организации, получают надлежащее истолкование, принимая во внимание эти создающие их условия жизни.
Выясняя аналогию и особенно гомологию, мы выясняем степень родства, генетические отношения представляющих их организмов.
В отношении морских животных и растений, с которыми главным образом приходится иметь дело геологу, основным фактором, определяющим характер морской фауны и флоры, является глубина воды и характер морского дна в данной местности.
Континенты в прибрежной полосе уходят под воды морские, представляя под ними сначала род уступа, известного под названием континентальной платформы; этот уступ постепенно опускается до глубины около 200 м, после чего уклон дна усиливается, и оно нисходит круто к глубоководной абиссальной области. Этот предел в 200 м соответствует границе, глубже которой солнечный свет не проникает, где растения, поэтому исчезают, а за ними и травоядные животные, где воды морские не подвержены волнению, и колебания температуры воздуха не чувствительны. Это весьма отчетливая биологическая граница, которая отмечает нижнюю часть прибрежной литторальной области и верхний предел глубоководной абиссальной области.
Но над этими двумя областями, характеризуемыми присутствием морского дна, на котором живет множество живых существ, находится огромная масса воды, слагающая, почти весь океан, которая не соприкасается с дном и не имеет к нему отношения, это — пелагическая область, область открытого моря. Она занята множеством существ, которые никогда не живут на дне, но всегда плавают на различной глубине.
Население литторальной области вырабатывает приспособления, предохраняющие их от разрушительного действия прибоя, от сноса приливом или отливом. Эти приспособления состоят в прирастании раковин к месту их обитания, в прикреплении выделением органического вещества, в способности присасываться к скалам, высверливать помещение в скале, в развитии особенно прочных скелетов и раковин. На песчаном дне животные при отливе уходят глубоко в песок, имея для этого приспособления для дыхания (сифонные пластинчатожаберные). Характерными образованиями литторальной области являются рифы, сложенные колониями скелето-образующих кораллов или родственных им животных, а также известковистыми водорослями.
Абиссальная область занимает все морское дно, за вычетом литторальной области. Характерной особенностью для нее является то, что в нее никогда не проникает дневной свет, жизнь содержащих хлорофилл растений в ней невозможна, и основной пищей для обитателей являются трупы, падающие с поверхности. У глубоководных животных распространена в связи с отсутствием дневного света способность свечения; глаза их являются (например у ракообразных) или увеличенными, или наоборот редуцированы и даже совершенно исчезают. Первое наблюдается у отличающихся активностью в передвижении, второе — у форм, медленно ползающих на дне. Низшие беспозвоночные, не имеющие способности передвижения, отличаются симметрией внешнего вида и хрупкостью скелетных образований (лилии, стеклянные губки). Губки и кораллы часто лежат свободно на илистом дне, причем кораллы бывают плоски, дискоидальны, что дает им возможность оставаться на поверхности рыхлого ила, не погружаясь в него.
Пелагическая область не имеет ни берега, ни дна, никакого иного предела, кроме воды и воздуха. Население ее отличается тем, что существует в постоянно плавающем состоянии. Большая часть обитателей открытого моря в зависимости от значительного содержания воды в тканях тела являются вполне или отчасти прозрачными. При полной прозрачности животные так сливаются с водой, что становятся едва различимы, например, медузы, сифонофоры. Пелагические животные имеют плотность, очень близкую к плотности воды, вследствие значительного содержания ее в тканях тела; если бы животные были значительно тяжелее воды, они быстро шли бы ко дну или были бы принуждены непрерывно активно плавать, что сопряжено с большой затратой энергии. В теле мелких пелагических животных бывают делающие его легким выделения масла или воздухоносные полости. Скелеты пелагических животных малой величины отличаются сильной разветвленностью (радиолярии), а вследствие этого и большей поверхностью, при которой возрастает трение о воду, облегчающее животному возможность держаться во взвешенном состоянии в воде. Животные более значительной величины, как некоторые ракообразные, имеют сильно разветвленные, перистые или, по крайней мере, нитевидно-вытянутые ноги и сяжки. Раковины пелагических моллюсков отличаются чрезвычайной тонкостью, тогда как рыбы имеют скелет, лишенный извести.
У крупных пелагических позвоночных, как млекопитающие китообразные, имеется ряд особенностей организации, отличающих их от родственных наземных четвероногих и служащих для облегчения плавания; этими особенностями являются: веретенообразная форма тела, гладкая, лишенная волос кожа, пропитанность костей жиром.
Кроме указанных различий в областях моря, служащих местообитанием морским животным, для биологии их имеет большое значение образ жизни: активное плавание (нектонический), пассивное плавание по воле ветра, воли и течений (планктонический) или же жизнь, связанная с морским дном или с посторонними предметами, служащими субстратом (бентонический), причем животное или остается на субстрате неподвижно, свободно лежа или прикрепляясь, или же ползает на нем.
Нектон, планктон и бентос встречаются во всех выше охарактеризованных зонах моря — литторальной, абиссальной и пелагической.