วันจันทร์ที่ 14 กันยายน พ.ศ. 2552

ซากดึกดำบรรพ์ หรือ ฟอสซิล (Fossils)







เรารู้จักรูปแบบของสิ่งมีชีวิตในอดีต เพราะว่าซากชีวิตโบราณเหล่านั้นถูกเก็บรักษาไว้ในรูปของซากกระดูก เปลือกหอย ในชั้นหิน ที่ประกอบเป็นเปลือกโลกซึ่งเรียกกันว่า ซากดึกดำบรรพ์ หรือฟอสซิล(Fossil) เป็นบันทึกที่ทำให้เรารู้เรื่องราวอันสวยงามของพืชและสัตว์ ซึ่งเวียนว่ายอยู่ในมหาสมุทร หรืออาศัยอยู่บนผ่นดิน ย้อนกลับไปในม่านหมอกอันมืดมนของช่วงอดีตอันยาวไกล เผยให้เห็นชีวิตโบราณ ยุคแรกเริ่ม ตั้งแต่มหายุคพรีแคมเบรียน เมื่อกว่า 3,000 ล้านปีมาแล้ว เป็นสิ่งมีชีวิตที่มีเซลส์เพียงหนึ่งเดียว มีรูปแบบที่เรียบง่าย แล้วต่อมา จึงวิวัฒนาการเป็นชีวิตซับซ้อน ซากชีวิตเหล่านี้ถูกเก็บรักษาไว้ในหิน ให้นักโบราณชีววิทยา ผู้ซึ่งเป็นนักธรรมชาติวิทยาแห่งยุคโบราณ ศึกษาและจินตนาการ สร้างขึ้นมาเป็นภาพให้เห็นถึงสภาพแวดล้อมโบราณ และความเป็นอยู่ของชีวิตที่เคยมีอยู่ในโลกแห่งอดีต เมื่อหลายสิบ หลายร้อยล้านปีมาแล้ว

โลกของเรากำเนิดมาเมื่อประมาณ 4,600 ล้านปีมาแล้ว นักธรณีวิทยาได้ทำการศึกษาอายุของชั้นหิน โดยวิธีการทางวิทยาศาสตร์ จากแร่กัมมันตรังสี และโดยการเปรียบเทียบซากดึกดำบรรพ์ซึ่งพบอยู่ในชั้นหิน ก็สามารถจัดแบ่งประวัติของโลกในแต่ละช่วงเวลา เป็นตารางอายุทางธรณีวิทยา หินชั้นที่มีอายุมากกว่า 600 ล้านปีจะไม่มีซากสิ่งมีชีวิตอยู่เลย เรียกว่าช่วงไม่มีสิ่งมีชีวิต (Cryptozoic หรือ hidden life) ซึ่งหมายถึงส่วนที่มีอายุมากกว่ายุคแคมเบรียน (Cambrian) ซากดึกดำบรรพ์ที่มีช่วงอายุสั้น กล่าวคือมันจะเจริญเติบโตอย่างมากในช่วงเวลาทางธรณีวิทยาหนึ่ง แต่หลังจากนั้นมันจะตาย หรือสูญพันธุ์จนหมด หรือเกือบหมด และเมื่อตายลงไปแล้ว ก็ทับถมอยู่ในหินเป็นซากดึกดำบรรพ์ต่อไป ซากเหล่านี้เรียกว่า ซากดัชนี (index fossil) ซึ่งจะมีความสำคัญมากในทางการกำหนดอายุของหิน

บรรพชีวินวิทยา คือ วิชาที่ศึกษาลักษณะรูปร่าง ลักษณะความเป็นอยู่ และประวัติการวิวัฒนการของสิ่งมีชีวิต ได้แก่สัตว์และพืชในธรณีกาล โดยอาศัยข้อมูลหรือร่องรอยต่างๆ ของสัตว์และพืชนั้นๆที่ถูกเก็บบันทึกและรักษาไว้ในชั้นหิน จัดเป็นแขนงหนึ่งของวิชาธรณีวิทยา ที่อาศัยความรู้ทางชีววิทยาปัจจุบันไปเปรียบเีทียบกับหลักฐานที่ได้สภาพซากดึกดำบรรพ์ เพื่อให้เข้าใจสภาพแวดล้อมในอดีตในช่วงที่สิ่งมีชีวิตเหล่านี้อาศัยอยู่

ยุคของสิ่งมีชีวิตนั้นแบ่งออกได้เป็นสามมหายุคใหญ่ๆ คือ

1. มหายุคพาลีโอโซอิก Palaeozoic Era (570-230 ล้านปีมาแล้ว) เป็นช่วงเวลาที่กลุ่มพืชและสัตว์ส่วนใหญ่เริ่มปรากฎขึ้น ยกเว้นพวก พืชมีดอก และนก

2. มหายุคมีโสโซอิก
Mesozoic Era (230-65 ล้านปีมาแล้ว) เป็นเวลาที่มีสิ่งมีชีวิตปัจจุบัน หลายกลุ่มเริ่มมีขึ้น และกล่าวได้ว่า เป็นช่วงเวลาของสัตว์เลื้อยคลานครองโลก เช่นไดโนเสาร์เป็นพวกสัตว์เลื้อยคลานที่อยู่บนบก เพลสซิโอซอร์ และอิกซิโอซอร์ เป็นพวกสัตว์เลื้อยคลานทะเล เทอโรซอว์ เป็นพวกสัตว์เลื้อยคลานที่บินได้ และนก ส่วนพืชเริ่มกำเนิดพืชมีดอก
3. มหายุคซีโนโซอิก Cenozoic Era (65 ล้านปีถึงปัจจุบัน) เป็นช่วงที่พืชดอกมีมากและเป็นช่วงเวลาของการเปลี่ยนแปลงสัตว์บก จากยุคของสัตว์เลื้อยคลานมาเป็นยุคของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม จนกระทั่งในช่วง 5 ล้านปีสุดท้าย เป็นเวลาที่มนุษย์วานรเริ่มปรากฎขึ้นในโลก

ที่จริงแล้ว.. มนุษย์เป็นสิ่งมีชีวิตที่เพิ่งจะมีขึ้นในโลก ในเวลาท้ายๆ นี่เอง โดยมีปรากฎขึ้นมาเมื่อประมาณ 100,000 ปีที่แล้วนี้เอง ส่วนการเก็บรวบรวม และศึกษาฟอสซิล ก็จะเป็นเหมือนหน้าต่างเล็กๆ ที่เปิดสำหรับเราให้เห็นเพียงแวบหนึ่งของประวัติอันยาวนาน ภาพของพืชและสัตว์ที่ตายมานานแล้ว ที่เราเห็นกลายเป็นฟอสซิล เป็นแต่เพียงร่องรอยอันเลือนรางของสิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิดต่างๆ ที่เคยอยู่อย่างมากมายบนโลกใบนี้...
ความหมายของไดโนเสาร์
Dinosauria
ไดโนเสาร์ เป็นชื่อเรียกโดยรวมของสัตว์เลื้อยคลานในอันดับใหญ่ Dinosauria ซึ่งเคยครองระบบนิเวศน์พื้นพิภพ ในมหายุคมีโซโซอิก เป็นเวลานานถึง 165 ล้านปี ก่อนจะสูญพันธุ์ ไปเมื่อ 65 ล้านปีที่แล้ว
คำว่า ไดโนเสาร์ ในภาษาอังกฤษ dinosaur ถูกตั้งขึ้นโดย เซอร์ ริชาร์ด โอเวน นักบรรพชีวินวิทยา ชาวอังกฤษ ซึ่งเป็นการผสมของคำในภาษากรีกสองคำ คือคำว่า deino(ใหญ่จนน่าสะพรึงกลัว)และคำว่า sauros (สัตว์เลื้อยคลาน)

แม้ว่าไดโนเสาร์จะสูญพันธุ์ไปนานหลายล้านปีแล้ว แต่คำว่าไดโนเสาร์ก็ยังเป็นที่รู้จักกันอย่างแพร่หลาย ทั้งนี้อาจเป็นเพราะไดโนเสาร์นั้นนับว่าเป็นสัตว์ชนิดหนึ่ง ที่เต็มไปด้วยปริศนาและความน่าอัศจรรย์เป็นอันมากนั่นเอง
บรรพบุรุษของไดโนเสาร์คือ อาร์โคซอร์ (archosaur) ซึ่งไดโนเสาร์เริ่มแยกตัวออกมาจากอาร์โคซอร์ในยุค ไทรแอสซิก ไดโนเสาร์ชนิดแรกถือกำเนิดขึ้นราวๆ 230 ล้านปีที่แล้ว หรือ 20 ล้านปี หลังจากเกิดการสูญพันธุ์

เพอร์เมียน-ไทรแอสซิก (Permian-Triassic extinction) ซึ่งคร่าชีวิตของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกสมัยนั้นไปกว่า 70 เปอร์เซ็นต์
สายพันธุ์ไดโนเสาร์แพร่กระจายอย่างรวดเร็วหลังยุคไทรแอสซิก กล่าวได้ว่าในยุคทองของไดโนเสาร์

(ยุคจูแรสซิก และยุคครีเทเชียส ทุกสิ่งมีชีวิตบนพื้นพิภพที่มีขนาดใหญ่กว่าหนึ่งเมตรคือไดโนเสาร์ จนกระทั่งเมื่อ 65 ล้านปีที่แล้ว การการสูญพันธุ์ครีเทเชียส-เทอร์เชียรี (Cretaceous-Tertiary extinction)
ก็ได้กวาดล้างไดโนเสาร์จนสูญพันธุ์ เหลือเพียงไดโนเสาร์บางสายพันธุ์ที่เป็นบรรพบุรุษของนกในปัจจุบัน
ความหมายของซากดึกดำบรรพ์

ซากดึกดำบรรพ์ หรือ บรรพชีวิน หรือ ฟอสซิล (fossil) คำว่า ฟอสซิล มีความหมายเดิมว่า เป็นของแปลกที่ขุดขึ้นมาได้จากพื้นดิน แต่ในปัจจุบันถูกนำมาใช้ในความหมายของซากหรือร่องรอยของสิ่งมีชีวิตที่ถูกเก็บรักษาไว้

ซากดึกดำบรรพ์มีหลายชนิด อาจเป็นสิ่งที่มีความคงทนยากต่อการทำลาย เช่น ฟัน กระดูก หรือ เปลือก แต่ในบางสภาวะ อาจมีการเก็บรักษาซากสัตว์ทั้งตัวให้คงอยู่ได้ เช่น ช้างแมมมอท ที่ไซบีเรีย
การเปลี่ยนแปลงจากซากสิ่งมีชีวิตมาเป็นซากดึกดำบรรพ์นั้น เกิดได้ในหลายลักษณะ โดยที่เมื่อสิ่งมีชีวิตตายลง ส่วนต่างๆของสิ่งมีชีวิตจะค่อยๆถูกเปลี่ยน ช่องว่าง โพรง หรือรู ต่างๆในโครงสร้างอาจมีแร่เข้าไปตกผลึกทำให้แข็งขึ้น เรียกขบวนการนี้ว่าการกลายเป็นหิน (petrification) หรือ เนื้อเยื้อ ผนังเซลล์ และส่วนแข็งอื่นๆ ถูกแทนที่ด้วยแร่ โดยขบวนการแทนที่ (replacement)เปลือกหอยหรือสิ่งมีชีวิตที่จมอยู่ตามชั้นตะกอน เมื่อถูกละลายไปกับน้ำบาดาล จะเกิดเป็นรอยประทับอยู่บนชั้นตะกอน ซึ่งเรียกลักษณะนี้ว่า รอยพิมพ์ (mold) หากว่าช่องว่างนี้มีแร่เข้าไปตกผลึก จะได้ซากดึกดำบรรพ์ ในลักษณะที่เรียกว่ารูปหล่อ (cast)
การเพิ่มคาร์บอน (carbonization) มักเป็นการเก็บรักษาซากดึกดำบรรพ์จำพวกใบไม้หรือสัตว์เล็กๆ ในลักษณะที่มีตะกอนเนื้อละเอียดมาปิดทับซากสิ่งมีชีวิต เมื่อเวลาผ่านไป ความดันที่เพิ่มขึ้น ทำให้ส่วนประกอบที่เป็นของเหลวและก๊าซถูกขับออกไป เหลือไว้แต่แผ่นฟิล์มบางๆของคาร์บอน หากว่าฟิล์มบางๆนี้หลุดหายไป ร่องรอยที่ยังหลงเหลืออยู่ในชั้นตะกอนเนื้อละเอียดจะเรียกว่า impression
สิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่มีลักษณะบอบบาง เช่นพวกแมลง การเก็บรักษาให้กลายเป็นซากดึกดำบรรพ์ โดยปกติทำได้ยาก วิธีการที่เหมาะสม สำหรับสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ ก็คือการเก็บไว้ในยางไม้ ซึ่งยางไม้นี้จะป้องกันสิ่งมีชีวิตเหล่านี้จากการทำลายโดยธรรมชาติ

นอกจากที่กล่าวมาทั้งหมดแล้ว ซากดึกดำบรรพ์ยังอาจเป็นร่องรอย ที่เกิดจากสิ่งมีชีวิต เช่น ร่องรอยของสิ่งมีชีวิต รอยคืบคลาน รอยเท้า ที่อยู่ในชั้นตะกอนและกลายเป็นหินในระยะเวลาต่อมา หรืออาจเป็นช่อง รู โพรง (burrows)ในชั้นตะกอน ในเนื้อไม้ หรือในหินที่เกิดจากสิ่งมีชีวิต และมีแร่ไปตกผลึกในช่องเหล่านี้ มูลสัตว์หรือเศษอาหารที่อยู่ในกระเพาะ (coprolites) เป็นซากดึกดำบรรพ์ ที่มีประโยชน์ในการบอกถึงนิสัยการกินของสัตว์นั้นๆ หรืออาจเป็นก้อนหินที่สัตว์กินเข้าไป (gastroliths) เพื่อช่วยในการย่อยอาหาร
เมื่อศึกษาจำนวนซากดึกดำบรรพ์ที่พบได้ พบว่ามีปริมาณน้อยมากเมื่อเทียบกับปริมาณสิ่งมีชีวิตทั้งหลายที่เคยมีชีวิตอยู่ในโลก ซากสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ถูกทำลายไปตามธรรมชาติ ดังนั้นการเก็บรักษาซากสิ่งมีชีวิตจนกระทั่งกลายเป็นซากดึกดำบรรพ์ จึงมีความจำเป็นที่จะต้องมีสภาวะที่พิเศษ ซึ่งได้แก่ การตกลงตัวและถูกเก็บรักษาไว้อย่างรวดเร็ว เพื่อเป็นการป้องกันการถูกทำลายจากธรรมชาติ และ การที่ต้องมีส่วนที่แข็งของสิ่งมีชีวิต ซึ่งเป็นส่วนที่ถูกเก็บรักษาได้ง่ายกว่าส่วนที่นิ่ม

ซากดึกดำบรรพ์ที่พบในหิน มีความสำคัญอย่างมาก มันแสดงให้เห็นถึงวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ ใช้เป็นตัวกำหนดอายุของหิน และนำมาใช้เป็นหลักฐานในการหาความสัมพันธ์ของชั้นหินในบริเวณต่างๆ สิ่งที่นักธรณีวิทยาสนใจเป็นพิเศษ เกี่ยวกับการนำซากดึกดำบรรพ์ มาเป็นตัวกำหนดอายุของหิน คือ ซากดึกดำบรรพ์ดรรชนี (index fossils) ซึ่งเป็นซากของสิ่งมีชีวิตที่เคยมีชีวิตอยู่ในโลก มีการแพร่กระจายอยู่ทั่วไป แต่มีชีวิตอยู่ในช่วงสั้นๆ ซึ่งการที่พบซากดึกดำบรรพ์ดรรชนีในชั้นหินต่างบริเวณกัน นักธรณีวิทยาสามารถกำหนดได้ว่าหินที่พบซากดึกดำบรรพ์ดรรชนีเหล่านั้นมีอายุในช่วงเดียวกัน แต่อย่างไรก็ดี ในชั้นหินต่างๆ อาจพบซากดึกดำบรรพ์ดรรชนีได้ยาก ดังนั้นอาจจำเป็นต้องใช้กลุ่มของซากดึกดำบรรพ์ ในการหาความสัมพันธ์ของชั้นหินในบริเวณต่างๆ ซึ่งจะมีความแม่นยำกว่าการใช้ซากดึกดำบรรพ์เพียงชนิดเดียว

นอกจากประโยชน์ที่ใช้ในการหาความสัมพันธ์ของชั้นหินแล้ว ซากดึกดำบรรพ์ยังถูกนำมาใช้ในการบอกถึงสภาพแวดล้อมของการสะสมตัวของตะกอนด้วย ถึงแม้ว่าสภาพแวดล้อมการสะสมตัวอาจได้จากการศึกษารายละเอียดจากชั้นหิน แต่ซากดึกดำบรรพ์อาจให้รายละเอียดที่มากกว่า

บางส่วนที่มา :
www.Wikipedia.org

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น