Struktura biogeniczna to namacalny dowód aktywności życiowej organizmów. (kopalna lub współczesna).

Nie jest to, ani część ciała organizmu, ani też odcisk ciała organizmu, będący pasywnym zapisem kontaktu tego ciała z otaczającym osadem. Ichnoskamieniałości.

Najogólniejsza klasyfikacja struktur organicznych dzieli je na biogeniczne struktury sedymentacyjne - struktury powstałe w wyniku aktywności organizmów na lub w obrębie nieskonsolidowanego podłoża.

• struktury bioturbacyjne – odzwierciedlają zniszczenie fizycznego lub biogenicznego warstwowania lub innej struktury osadu w wyniku działalności organizmu (kanału, tunele, jamki itp.)

• struktury biostratyfikacyjne – wyrażają się istnieniem warstwowania, które powstało w wyniku działalności organizmu (stromatolity, maty glonowe).

Mamy tu przykłady mat. Albo zdjęcie z gór Świętokrzyskich – kolumny przecięte w poziomie, inne przecięte w pionie

• Struktury biodepozycyjne – odzwierciedlają produkcję i nagromadzenie osadu w wyniku działalności organizmów (pelety, produkty bioerozji)

Teraz mamy strefę międzypływową – kuleczki to pelety, co krabik zjadł i wydalił to takie kuleczki. W zapisie kopalnym są bardziej odporne na wietrzenie. Takie kopalne nazywamy koprolitami. One są odporniejsze, bo mają śluz.

Druga grupa duża to struktury bioerozyjne – powstałe w wyniku mechanicznego lub biochemicznego oddziaływani organizmu na twarde podłoże albo na skałę. Ślady wierceń, skrobania , mechanicznego trawienia.

Mamy tu przykład ślady wiercenia litofagów¹.

Ichnologia – to nauka, która bada ślady pozostawione w osadzie przez organizmy, zajmuje się opisem tych śladów, ich klasyfikacją i interpretacją (jak powstały, jaka działalność, jakie zwierzę). Obejmuje zarówno działalność zwierząt jak i flory (ichnoflora).

Tu mamy zdjęcie rizokrecji muł przerobiony po korzeniach tutaj. Inne ślady chodzenia ptaka (ichnonfauna).

Ślady pokorzeniowe²

Podstawowe pojęcia ichnologii

• ślad – pojedyncza, wyróżniająca się struktura biogeniczna, która w pewnym stopniu odzwierciedla morfologię organizmu, który ją tworzy (ichnoślady)

• skamieniałości śladowe – skamieniałe ślady (ichnoskamieniałości).

• ichnocenoza – grupa śladów związanych ze sobą środowiskowo, odzwierciedla denną aktywność poszczególnych członków biocenozy. Jej składnikami są ichnofauna i ichnoflora.

  • Biocenoza – grupa organizmów żyjących w określonym środowisku, współdziałających i oddziaływujących na siebie i na to środowisko.

• Ichnofacje – skamieniały zapis ichnocenozy; powtarzają się w długich przedziałach czasu geologicznego i są charakterystyczne dla określonych warunków środowiskowych

Charakterystyk struktur biogenicznych

• długi zakres czasowy (to jest wada, bo poza nielicznymi wyjątkami nie nadają się do stratygrafii)

• ograniczone do poszczególnych typów osadów (facji) – zaleta - analizując zespół takich skamieniałości, nawet jeżeli nie mamy fizycznych struktur sedymentacyjnych, to możemy domniemać w jakim środowisku on został zgromadzony.

• Są zawsze in situ – zaleta

• obecne w skałach sfosylizowanych i nie sfosylizowanych – zaleta. Oczywiście są pewne struktury, których do końca nie znamy, ale około 80% jesteśmy w stanie współcześnie odtworzyć.

Dlaczego zwierzęta penetrują osad

• w celu ochrony, ukrycia

• w celu lepszego natlenienia

Robaczkowe ruchy powodują że przez jamkę przepływa woda. Mogą wtedy zdobyć tlen i pożywienie.

• w celu zdobycia pokarmu

  • z zawiesiny, tzw. zawiesinożercy (suspension – feeder)

  • z osadu, tzw. osadożercy (deposit feeder)

  • w formie detrytusu³ (detritus feeder)

  • drogą drapieżnictwa ( predation)

  • drogą hodowli pokarmu w jamkach (gardening)

• w celu reprodukcji

• w celu chemosymbiozy⁴

Wpływ podłoża na sposób penetracji – inne w osadzie luźnym, a inne w zwartym

• uziarnienie i stopień wysortowania

Inaczej je postrzegają formy młodociane, a inaczej formy dorosłe. Dla formy dorosłej piasek to małe ziarenka.

• zawartość wody w osadzie i spójność podłoża

  • podłoża płynne (soupground)

  • podłoże miękkie (softground)

  • luźne (looseground)

  • zwarte (firmground) – częściowo skompaktowane, które po okresach erozji jest eksponowane

  • twarde dno (hardground) – takie, gdzie pojawia się diageneza, osad jest zlityfikowany.

Wraz z tym maleje ilość wody. W pierwszych czterech są biogeniczne struktury sedymentacyjne. Struktury erozyjne tworzą się wyłącznie na twardych dnach.

• zawartość śluzu w osadzie - jeśli osad jest zamieszkiwany przez znaczną ilość organizmów, to i one wprowadzają substancję w osad

Jak zwierzęta penetrują osad

1. Wciśnięcia (intrusions) - stosowane w podłożach płynnych. Ruchy robaczkowe zaburzają strukturę. Efektem są struktury o niewyraźnych granicach. Po angielsku to się nazywa mottling albo mottles.

1. Ściśnięcia – (compression). Podłoże miękkie bądź luźne, częściowo odwodnione. Zwierzę wciska się w osad, dociskając osad na boki. Osad na brzegach jamki jest skompaktowany. Tworzy się otwarta jamka, w której zwierzę mieszka i żeruje, ale nie ma dodatkowego wzmocnienia tej ściany.

1. Wykopywanie (excavation) – podłoże zwarte (ewentualnie luźne częściowo skompakowane) efekt otwarta jamka, ale laminacja tu nie jest zagięta.

1. Aktywne wypełnianie (backfill). Zwierzę przesuwa się przez osad, ale nie buduje otwartej jamki. Zwierzę penetruje osad w celu zdobycia pożywienia, pokarmu. Część osadu jest jedzona, a część jest przesuwana za siebie. Wypełniona jamka o strukturze meniskowej lub szewronowej (v – kształtnej).

Efekty penetracji

• Fizyczne, powodujące:

  • wymieszanie/wysortowanie osadu. Czyli może być niszczenie pierwotnej struktury lub tworzenie nowej struktury osadu.

  • Dalej zwiększenie kompakcji osadu lub zmniejszenie kompakcji osadu.

  • Pozorne zmniejszenie lub zwiększenie średnicy ziaren. Tworzą się pelety. Zbudowane są nadal z ziarenek piasku, ale funkcjonują już jako większe ziarno. To ma duże znaczenie, jeżeli mamy organizmy filtrujące. Zastanawiano się, że tempo opadania jest małe, a przyrost osadu jest bardzo szybki. Czyli by wyszło, że tempo to wynosi 100 lat. To jest efekt peletyzacji organicznej, zwierzęta filtrują, spajają w większe cząstki i one opadają na dno szybciej.

• Efekty chemiczne- Mamy pewną strukturę chemiczną osadu, z minimum tlenowym na dole. Jamka powoduje, że te osady niedotlenione znajdują się głębiej (3).

Łączne efekty fizyczne i chemiczne powodują, że zmianie ulegają pierwotne cechy teksturalne i strukturalne, powstają nowe (wtórne) struktury osadu ichnofabric, ichnowięźba.

Ichnofabric może zawierać pierwotne struktury, widać że zostały jakieś struktury a reszta została usunięta.

Inny przykład – pionowe jamki w osadzie.

Klasyfikacje skamieniałości śladowych:

Jest ich wiele. Opiszemy trzy najpopularniejsze. Zwykle stosuje się wszystkie trzy.

1. Klasyfikacja opisowo genetyczna

2. Toponimiczna klasyfikacja Martinssona (1970)

3. Etologiczna klasyfikacja Seilechera (1953) uzupełniona przez Bromleya (1990)

Klasyfikacja opisowo genetyczna

Posługuje się pewnymi pojęciami:

• jamka, kanał nora (burrow) – korytarz kopany przez zwierzę wewnątrz niekonsolidowanego osadu

• tunel (tunel) – pozioma jamka lub poziome fragmenty systemu jamek (labiryntu), posiadającego zarówno jamki poziomie jak pionowe. Tunel to oczywiście także jamka. To ma znaczenie dla oceny poziomu energetycznego środowiska – pionowe to wysokoenergetyczne, a poziome niskoenergetyczne

• shaft – pionowa jamka lub pionowe fragmenty labiryntu

• komin – (chimney) – rurkowata, pionowa struktura, wystająca ponad podłoże, stanowiąca kontynuację otworu jamki.

Widać jak to wzmocnienie wystaje ponad poziom osadu.

• ściana jamki (burrow wall) =- aktywnie konstruowana przez organizm penetrujący w celu zapewnienia czasowej lub stałej ochrony przed środowiskiem zewnętrznym (Keiglnby & Piceriill., 1994)

  • prosta lub złożona - jeżeli zwierzę coś doklei

  • cienka lub gruba

  • ze skompaktowanego osadu, wyścielenia, peletów lub szkielecików

Czasami trzeba dużo siły by wyrwać taki „korzeń piasku”

• Wyścielenie jamki (burrow lining) – typ struktury ściany powstały przez aktywne lub pasywne przyklejanie drobnoziarnistego materiału do wewnętrznej strony ściany pokrytej śluzem.

Jest to strukturalne wzmocnieni ściany. Stanowi wewnętrzną część ściany złożonej lub jest jedyną częścią ściany (ściana prosta).

Widzimy zdjęcia zgładów pionowych – czasami w tym wyścieleniu widać nawet laminy

• Wypełnienie jamki (burrow fill – osad wypełniający jamkę)

  • wypełnienie aktywne (backfill) – tworzone przez organizm, o strukturze szewronowej lub meniskowej

  • wypełnienie pasywne – materiał wpadający do jamki grawitacyjnie, z reguły bezstrukturalne.

• Spreite – struktura planarna, składająca się ze zbioru ściśle upakowanych, równoległych jamek mieszkalnych lub żerowiskowych. Pojedyncze jamki mogą być przemieszczane pionowo, bocznie lub po spirali.

Toponomiczna klasyfikacja Martinssona

Toponimia – opisuje i klasyfikuje ślady ze względu na sposób ich występowania i zachowania w osadzie oraz ze względu na geometrię i konfigurację śladu.

Ta klasyfikacja to klasyfikacja ze względu na pozycję śladu w stosunku do tzw. medium odlewającego. Przyjmujemy że tym medium odlewającym jest piaskowiec. Z jednej strony możemy mieć ślady o tzw. pełnym reliefie czyli jamki, albo o półreliefie czyli pełzania. W zależności od tego czy struktura jest na powierzchni stropowej czy spągowej wyróżniamy epirelief i hyporelief.

http://ediacaran.blogspot.com/2011/01/770ma-ediacara-fossils-from-kazakhstan.html

Jamki w obrębie mułowców wypełnione piaskiem nazywa exichnia, a obrębie piaskowca endichnia, bo odniesieniem jest nasz piaskoweic. Te jamki na powierchni określa epichnia, a jamki w spągu to hypichnia.⁵

Etologiczna klasyfikacja Seilachera uzupełniona prze Bromelya

Ona klasyfikuje ślady ze względu na typ działalności

Nazewnictwo zawsze rodzaj i gatunek, rodzaj z dużej gatunek małe. Na tym się kończy. Nie ma rodzin i królestw.

Cubichnia – ślady spoczynku

Tworzone przez mobilny epibentos w celu czasowej ochrony lub odpoczynku. Z reguły mają formę płytkich zagłębień, które w jakimś stopniu odzwierciedlają morfologię tego zwierzęcia. Te ślady często przechodzą w ślady pełzania.

Medusichnus, Asteriacites.

Typowe zwierzęta pozostawiające Cubichnia to rozgwiazdy, stawonogi, płastugi⁶, płaszczki⁷ i różnego rodzaju meduzowate.

Dalej inne ślady spoczynku - to powinniśmy rozpoznawać – rusophycus to jest ślad spoczynku trylobita, ślimaka, krewetki lub robaka. To jest ślad hypichnialny czyli odciskany na powierzchni spągowej osadu, który przysypuje. To jest kształt serduszka i najczęściej z bruzdkowaniem. One różnią się między sobą, ale na ćwiczeniach tylko rodzaj wystarczy.

Rusophycus [en.wikipedia.org]

Teraz kilka zdjęć tych serduszek , rusophycusow, czasami to wygląda jak dwie złączone fasolki

Repichnia – to są ślady pełzania czy przemieszczania.

Współcześnie w kałuży możemy zaobserwować.

Są tworzone przez mobilny epibentos. Ukierunkowany ruch. Brak wyraźnej penetracji. Z reguły to proste lub kręte rowki. To są ślady jedno, dwu lub 3 płatkowe, czasem silnie ornamentowane. Są tworzone przez ślimaki, stawonogi i jeżowce.

Jeżeli trylobit wynurza się z osadu to rusophycus zamienia się w cruziana a potem w diplichnietes. I to jest dwupłatowe i ornamentowane

Inny aulichnites to ślad pełzania najczęściej ślimak, dwupłatkowy lekko kręty i gładki.

Scolicia – ślad przemieszczania jeżowca: 3 – płatkowy, kręty. Widać jakieś pierścienie po bokach.

Te dwa po bokach nie ornamentowane.

Kolejna grupa to pascichnia to są ślady wypasania – one są tworzone przez mobilny epibentos i endobentos, przez osadożerców. To jest zdobywanie pokarmu drogą kopalnictwa odkrywkowego. Bardzo regularny i ekonomiczny wzorzec penetracji osadu. Tu mamy taką cosmorhaphe takie meandry. Regularny wzorzec, ale unikający przecinania, to są meandry ślady równoległe, koncentryczne lub radialne, często ściśle upakowane (spreite) i z reguły poziome. Nie są zaliczane do żerowania, bo są bardziej regularne i tworzone tuż pod powierzchnią. To są zwierzęta robakokształtne. Środowisko typowe w zasadzie wyłącznie mułowe dno, niska – średnia energia, dostateczna ilość pokarmu.

Innym przykładem takiego jest paleodictyon tak zwany plaster miodu. To jest tak że zwierze idzie tak, a potem zawraca. Rozmiary rzędu kilku centymetrów

Fodinichnia – ślady żerowania – struktury żerowiskowe tworzone przez epibentos i endobentos, czyli osadożerców, zawiesinożerców i detrytusożerców. Zdobywanie pokarmu drogą kopalnictwa wgłębnego.

Morfologia

• pojedyncze, rozgałęzione lub nie, cylindryczne lub U-kształtne rurki.

• Kompleksowe (spreite) różnie zorientowane, ściany rzadko wyścielone

Wypełnienie jest zwykle aktywne

Przykłady spirophyton i chondrites to krzaczki.

Tworzone przez robakokształtne, pierścienice i wieloszczety.

Środowisko to muły, drobny – średni piasek. Niska średnia energia, okresowo wysoka. Dostateczna ilość pokarmu.

Jeden z rodzajów to phycosyphon – poroże jelenia. Było kiedyś zaliczanie do śladów wypasania, ale potem stwierdzono, że penetracja idzie głębiej. Średnica jamek to 1 do 4 mm. Wypełnienie (rdzeń) jak otoczenie lub inne. Powstawanie jest takie, że organizm idzie, przerabia, wraca; spreite najczęściej nie widzimy. (5).

Tutaj widać zgład poziomy. Poroże jelenia - spreite nie widać. Jeżeli idzie trochę po skosie to mamy takie robaczki. A na zgładzie pionowym to tej jamki są silnie przez kompakcję stoczone. Widać te jamki z silnym otoczeniem.

Kolejny rodzaj to chondrites – krzaczki to jest system regularnie rozgałęzionych jamek, wygląd dendrytu. Średnica jamek to 1 – 3 mm. Jest tylko jedna jamka centralna, która łączy to z powierzchnią. Wypełnienie zwykle kontrastuje z otoczeniem, bo bardzo często jest tworzona w środowiskach niedotlenionych. Ponieważ jest to jamce, to jest z reguły jaśniejszy. Choć bywa, że jest na odwrót, jeśli środowisko natlenione. Niemniej jednak charakterystyczne dla środowisk niedotlenionych!

Tu widzimy w jasnym osadzie ciemne, to silnie żółte, ale zawsze kontrastująco.

W zgładach pionowych centki

---

1. litofagi - organizmy drążące jamy, zagłębienia w skale

   [http://gr.introne.com/teoria/jura/bugaj.htm, stan na 14.04.2011]↩

2. http://www.ing.uni.wroc.pl/~jurand/nauka/publikacje/PDF/PDF%20artyku%B3y/2008%20Wojewoda%20et%20al%20POKOS%203%20wycieczka%20B.pdf↩

3. martwe szczątki roślinne i zwierzęce o różnym stopniu rozdrobnienia [pl.wikipedia.org, stan na 15.04.2011].↩

4. A form of symbiosis in which a bacterium provides chemically-derived energy and nutrients, often via the oxidation of hydrogen sulfide (H₂S), to a higher organizm

   [http://www.wordnik.com/words/chemosymbiosis, stan na 14.04.2011]↩

5. Gradziński, ryc. 4-95↩

6. http://pl.wikipedia.org/wiki/Fl%C4%85drokszta%C5%82tne↩

7. http://pl.wikipedia.org/wiki/P%C5%82aszczka↩