Принципы проведения детальной корреляции разрезов скважин. Упорядочение представлений о развитии жизни на земле Примеры доказывающие принцип корреляции кювье

В первой четверти XIX века были достигнуты большие успе­хи в таких областях биологической науки, как сравнительная анатомия и палеонтология. Основные заслуги в развитии этих области биологии, особенно в сравнительной анатомии, принад­лежат французскому ученому Ж.Л. Кювье. Он систематически проводил сравнение строения и функций одного и того же органа или целой системы органов через все разделы животного царст­ва. Исследуя строение органов позвоночных животных, Кювье установил, что все органы животного представляют собой части единой целостной системы. Вследствие этого строение каждого органа закономерно соотносится со строением всех других. Ни одна часть тела не может изменяться без соответствующего изменения других частей. Это означает, что каждая часть тела отражает принципы строения всего организма. Так, если у жи­вотного имеются копыта, вся его организация отражает травояд­ный образ жизни: зубы приспособлены к перетиранию грубой растительной пищи, челюсти имеют определенную форму, желу­док многокамерный, очень длинный кишечник и т.д. Соответст­вие строения органов животных друг другу Кювье назвал прин­ципом корреляций (соотносительности). Принцип корреляций Кювье успешно применил в палеонтологии. Он восстанавливал облик давно исчезнувшего организма по сохранившимся до на­ших дней отдельным фрагментам.

В процессе своих исследований Кювье заинтересовался ис­торией Земли, земных животных и растений. В результате ог­ромной работы он пришел к следующим выводам:

Земля на протяжении своей истории изменяла свой об­лик;

Одновременно с изменением Земли изменялось и ее население;

Изменения земной коры происходили и до появления живых существ.

Кювье был убежден в невозможности возникновения новых форм жизни и доказал, что современные нам виды живых орга­низмов не изменились, по крайней мере со времен фараонов. Но самым существенным возражением против теории эволюции Кювье считал видимое отсутствие переходных форм между со­временными животными и теми, останки которых находили при раскопках.

Многочисленные палеонтологические данные, тем не ме­нее, неопровержимо свидетельствовали о смене форм животных на Земле. Реальные факты вступали в противоречие с библей­ской легендой. Сначала сторонники неизменности живой приро­ды объясняли такие противоречия тем, что вымерли те живот­ные которых Ной не взял в свой ковчег во время всемирного потопа. Ненаучность этого заключения была опровергнута тогда, когда была установлена разная степень древности вымерших животных. Тогда Кювье выдвинул теорию катастроф. Согласно этой теории, причиной вымирания были периодически происхо­дившие крупные геологические катастрофы, уничтожавшие на больших территориях растительность и животных. Потом эта территория заселялась видами, проникавшими из соседних об­ластей.

Последователи и ученики Кювье, развивая его учение, по­шли дальше, утверждая, что катастрофы охватывали весь зем­ной шар. После каждой катастрофы следовал новый акт божест­венного творения. Таких катастроф и актов творения они насчи­тывали 27.

Стр. 17. Вспомните

Жан Батист Ламарк. Он ошибочно считал, что все организмы стремятся к совершенству. Если с примером, то какой-нибудь кот стремился стать человеком). Еще одной ошибкой было то, что эволюционным фактором он считал только внешнюю среду.

2. Какие биологические открытия были сделаны к середине XIX в.?

Наиболее значимыми событиями первой половины XIX века стали становление палеонтологии и биологических основ стратиграфии, возникновение клеточной теории, формирование сравнительной анатомии и сравнительной эмбриологии, развитие биогеографии и широкое распространение трансформистских представлений. Центральными событиями второй половины XIX века стали публикация «Происхождения видов» Чарльза Дарвина и распространение эволюционного подхода во многих биологических дисциплинах (палеонтологии, систематике, сравнительной анатомии и сравнительной эмбриологии) , становление филогенетики, развитие цитологии и микроскопической анатомии, экспериментальной физиологии и экспериментальной эмбриологии, формирование концепции специфического возбудителя инфекционных заболеваний, доказательство невозможности самозарождения жизни в современных природных условиях.

Стр.21. Вопросы для повторения и задания.

1. Какие данные геологии послужили предпосылкой эволюционной теории Ч. Дарвина?

Английский геолог Ч. Лайель доказал несостоятельность представлений Ж. Кювье о внезапных катастрофах, изменяющих поверхность Земли, и обосновал противоположную точку зрения: поверхность планеты изменяется постепенно, непрерывно под действием обычных повседневных факторов.

2. Назовите открытия в биологии, способствовавшие формированию эволюционных взглядов Ч. Дарвина.

Формированию взглядов Чарлза Дарвина способствовали следующие биологические открытия: Т. Шванн создал клеточную теорию, которая постулировала, что живые организмы состоят из клеток, общие черты которых одинаковы у всех растений и животных. Это по­служило весомым доказательством единства происхождения живого мира; К. М. Бэр показал, что развитие всех орга­низмов начинается с яйцеклетки, причем входе эмбрионального развития у позвоночных, принадлежащих разным классам, на ранних этапах обнаруживается явное сходство зародышей; исследуя строение позвоночных, Ж. Кювье установил, что все органы животного являются частями одной целостной системы. Строение каждого органа отвечает принципу строения всего организма, и изменение одной части тела должно вызывать изменения других частей; К. М. Бэр показал, что развитие всех организмов начинается с яйцеклетки, причем входе эмбрионального развития у позвоночных, принадлежащих разным классам, на ранних этапах обнаруживается явное сходство зародышей;

3. Охарактеризуйте естественно-научные предпосылки формирования эволюционных взглядов Ч. Дарвина.

1. Гелиоцентрическая система.

2. Теория Канта-Лапласа.

3. Закон сохранения вещества.

4. Достижения описательной ботаники и зоологии.

5. Великие географические открытия.

6. Открытие закона зародышевого сходства К. Бэра: «Зародыши проявляют известное сходство в пределах типа».

7. Достижения в области химии: Веллер синтезировал мочевину, Бутлеров синтезировал углевод, Менделеев создал периодическую систему.

8. Клеточная теория Т. Шванна.

9. Большое количество палеонтологических находок.

10. Экспедиционный материал Ч. Дарвина.

Таким образом, собранные в самых разных областях естествознания научные факты противоречили существовавшим ранее теориям происхождения и развития жизни на Земле. Правильно объяснить, обобщить их, создав теорию эволюции, сумел английский ученый Ч. Дарвин.

4. В чём сущность принципа корреляции Ж. Кювье? Приведите примеры.

Это закон соотношения частей живого организма, согласно этому закону все части тела закономерно связаны между собой. Если какая-то часть тела изменяется, то непосредственно будут изменения в других частях тела (или органов, или систем органов). Кювье основоположник сравнительной анатомии и палеонтологии. Он считал, если животное имеет большую голову, то у него должны быть рога, защищаться от врагов, а если есть рога, значит нет клыков, то это растительноядное животное, если растительноядное, то сложный многокамерный желудок, а если сложный желудок и питается растительной пищей, значит очень длинный кишечник, так как растительная пища мало энергетически ценная и т.д.

5. Какую роль в формировании эволюционной теории сыграло развитие сельского хозяйства?

В сельском хозяйстве все шире стали применяться различные приемы улучшения старых и введения новых более продуктивных пород животных и высокоурожайных сортов животных, что подрывало веру в неизменяемость живой природы. Эти достижения укрепили эволюционные воззрения Чарльза Дарвина и помогли ему обосновать принципы отбора, лежащие в основе его теории.

1 принцип – выявление и учет последовательности напластования пород, т.е. определение согласного или несогласного залегания слоев. Согласное – каждый вышележащий слой отлагался непосредственно на нижележащем. Несогласное – наличие в разрезе перерывов, несогласий, тектонических нарушений, что отражается в разрезе отсутствием некоторых отложений или повторением ниже или выше лежащих толщ.

2 принцип – взаиморасположение границ одновозрастных пластов, т.е. при небольших изменениях мощности, кровля и подошва пласта примерно параллельны; границы смежных пластов также примерно параллельны.

3 принцип – прослеживание в разрезе реперов и реперных границ

4 принцип – ритмичность осадкообразования , т.е., последовательная смена пород разного литологического состава в зависимости от знака колебательных движений. Погружение суши – наступление моря (трансгрессия), или наоборот регресссия – отступление береговой линии. При трансгрессивном цикле грубозернистость пород растет вверх по разрезу, при регрессивном – уменьшается.

В данной работе предлагается выполнить детальную корреляцию для продуктивной части разреза яснополянских отложений Гондыревского месторождения. Горные породы, залегающие в разрезе месторождения располагаются в определенной последовательности, а именно имеет место чередование пластов с разным литологическим составом, коллекторскими свойствами и др. Выделение в разрезе и прослеживание по площади одноименных горизонтов и пластов, выяснение их выдержанности по простиранию, условий залегания, постоянства состава и мощности осуществляется с помощью детальной корреляции. Она проводится для продуктивной части разреза на стадии подготовки месторождения к разработке или в процессе разработки, и решает задачи построения первичной статической модели залежи посредством выделения в разрезах скважин границ продуктивных пластов и геофизических реперов, определения характера изменчивости пласта по площади (наличие зон выклинивания, замещения), определения расчлененности горизонта на отдельные пласты и пропластки. Сопоставление разрезов скважин в данной работе будет проводиться по литогенетическим признакам. К таким относят вещественный состав пород – песчаники, алевролиты, известняки и др.

Методика построения корреляционной схемы следующая:

2. Выбор линии привязки - за линию корреляционной привязки принимают в данной работе первую реперную границу в каждой скважине (интервал ОГ II к). От линии корреляционной привязки, которую принимают за ноль, с интервалом 4 метра вычерчивают шкалу.

2. Расположение разрезов скважин на схеме – для построения корреляционной схемы необходимо выбрать опорный (эталонный) разрез. Опорным называется наиболее представительный, четко расчлененный разрез скважины, на котором четко хорошо выделяются все реперные пласты, представлена достаточная мощность разреза, выполнен полный комплекс ГИС. Все остальные скважины помещаются в произвольном порядке, с учетом наиболее близкого к соседним скважинам положения реперов. Выбранная опорная скважина вместе со стратиграфической колонкой помещается в левой части листа. На листе ватмана проводят горизонтальную линию привязки, вдоль которой на произвольных расстояниях наносят оси коррелируемых разрезов скважин.

3. Прослеживание кровли и подошвы реперов, одновозрастных пластов и пропластков – далее на ось каждой скважины наносят результаты литологического расчленения разреза в следующем порядке: интервалы залегания реперов, положение кровли и подошвы проницаемых пластов. Далее проводят последовательное сопоставление разрезов скважин с опорным, т.е. прослеживают и соединяют одноименные границы прямыми линиями. При соединении границ пластов необходимо выполнять следующие условия:

Линии, соединяющие кровли и подошвы пластов должны быть примерно параллельны ранее проведенным линиям, соединяющим границы реперов;

Эти линии не должны пересекаться или иметь существенно другой наклон;

Если в одной из скважин пласт сложен породой коллектором, которая в соседней замещается на неколлектор, то на половине расстояния между этими скважинами вертикальной ломаной линией показывают условную границу фациального замещения (14,а), также поступают, если замещается только часть пласта (14,б);

Если коллектор выявлен только в одной скважине и в соседних его нет, то рисуется выклинивание пласта (14,в). Пласт показывается только на половину расстояния между скважинами.

Живой организм представляет единое целое, в котором все части и органы взаимосвязаны. Когда в эволюционном процессе изменяются строение и функции одного органа, то это неизбежно влечет соответственные или, как говорят, коррелятивные изменения и в других органах, связанных с первыми физиологически, морфологически, через наследственность и т.д.

Закон корреляции, или соотносительного развития органов, был открыт Ж. Кювье (1812). Пользуясь этим законом, нередко удается реконструировать целый ископаемый организм по частям, например по части скелета.

Приведем примеры коррелятивных зависимостей. Одним из самых существенных, прогрессивных изменений в процессе эволюции членистоногих было появление у них мощного наружного кутикулярного скелета. Это неизбежно отразилось на многих других органах - сплошной кожномускульный мешок не мог функционировать при жестком наружном панцире и распался на отдельные мускульные пучки; вторичная полость тела утратила свое опорное значение, и ее сменила имеющая иное происхождение смешанная полость тела (миксоцель), выполняющая в основном трофическую функцию; рост тела принял периодический характер и стал сопровождаться линьками и т.д. У насекомых отчетливо выступает корреляция между органами дыхания и кровеносными сосудами. При сильном развитии трахей, доставляющих кислород непосредственно к месту его потребления, кровеносные сосуды становятся излишними и исчезают. Не менее ясная корреляция наблюдается и у

«Дайте мне одну кость, и я восстановлю животное»

Жорж Кювье

Жорж Кювье издал пятитомный труд по сравнительной анатомии животных: Lecons d’anatomie comparés (после его смерти его ученики издадут более подробный труд в восьми томах).

Одно из научных достижений учёного – демонстрация факта, насколько тесно связаны и определяют друг друга все структурные и функциональные особенности организма:

«Каждое животное приспособлено к той среде, в которой оно живёт, находит корм, укрывается от врагов, заботится о потомстве. Если это животное травоядное, его передние зубы приспособлены срывать траву, а коренные - растирать её. Массивные зубы, растирающие траву, требуют крупных и мощных челюстей и соответствующей жевательной мускулатуры. Стало быть, у такого животного должна быть тяжёлая, большая голова, а так как у него нет ни острых когтей, ни длинных клыков, чтобы отбиться от хищника, то оно отбивается рогами. Чтобы поддерживать тяжёлую голову и рога, нужны сильная шея и большие шейные позвонки с длинными отростками, к которым прикреплены мышцы. Чтобы переваривать большое количество малопитательной травы, требуется объёмистый желудок и длинный кишечник, а, следовательно, нужен большой живот, нужны широкие ребра. Так вырисовывается облик травоядного млекопитающего. «Организм, - говорил Кювье, - есть связное целое. Отдельные части его нельзя изменить, не вызывая изменения других. Эту постоянную связь органов между собой Кювье назвал «соотношением частей организма».

Задача морфологии - вскрыть закономерности, которым подчинена структура организма, а методом, позволяющим установить каноны и нормы организации, служит систематически проведённое сравнение одного и того же органа (или одной и той же системы органов) через все разделы животного царства. Что же даёт это сравнение? Оно точно устанавливает, во-первых, место, занимаемое определённым органом, в теле животного, во-вторых, все модификации, испытываемые этим органом на различных ступенях зоологической лестницы, и, в-третьих, взаимосвязь между отдельными органами, с одной стороны, а также ими и организмом в целом - с другой. Вот эту-то взаимосвязь Кювье квалифицировал термином «органические корреляции» и сформулировал так: «Каждый организм образует единое замкнутое целое, в котором ни одна из частей не может измениться, чтоб не изменились при этом и другие».

«Изменение одной части тела, - говорит он в другом своём произведении, - оказывает влияние на изменение всех других».

Примеров, иллюстрирующих «закон корреляции», можно привести сколько угодно. И не удивительно, говорит Кювье: на нём ведь держится вся организация животных. Возьмите какого-нибудь крупного хищника: связь между отдельными частями тела его бьёт в глаза своею очевидностью. Тонкий слух, острое зрение, хорошо развитое обоняние, крепкая мускулатура конечностей, позволяющая делать прыжки в сторону добычи, втяжные когти, ловкость и быстрота в движениях, сильные челюсти, острые зубы простой пищеварительный тракт и т. д. - кому неизвестны эти «соотносительно развитые» особенности льва, тигра, леопарда или пантеры. А посмотрите на любую птицу: вся её организация составляет «единое, замкнутое целое», и это единство в данном случае сказывается как своего рода приспособленность к жизни в воздухе, к полёту. Крыло, мускулатура, приводящая его в движение, сильно развиты гребень на грудине, полости в костях, своеобразное строение лёгких, образующие воздушные мешки, высокий тонус сердечной деятельности, хорошо развитый мозжечок, регулирующий сложные движения птицы, и т. д. Попробуйте изменить что-нибудь в этом комплексе структурных и функциональных особенностей птицы: любая такая перемена, говорит Кювье, неминуемо кажется в той или иной степени, если не на всех, то на многих других особенностях птицы.

Параллельно с корреляциями морфологического характера идут корреляции физиологические. Строение органа связано с его функциями. Морфология не оторвана от физиологии. Всюду в организме наряду с корреляцией наблюдается и иная закономерность. Её Кювье квалифицирует как соподчинение органов и соподчинение функций.

Субординация органов связана с соподчинением функций, развиваемых этими органами. Однако и то, и другое в такой же мере связано с образом жизни животного. Тут всё должно находиться в некотором гармоничном равновесии. Раз эта относительная гармония поколеблена, то немыслимым будет и дальнейшее существование животного, ставшего жертвой нарушенного равновесия между его организацией, отправлениями и условиями существования. «При жизни органы не просто объединены, - пишет Кювье, - но и влияют друг на друга и конкурируют все вместе во имя общей цели. Нет ни одной функции, которая не нуждалась бы в помощи и соучастии почти всех других отправлений и не чувствовала бы в большей или меньшей мере степень их энергии […] Очевидно, что надлежащая гармония между взаимно действующими органами является необходимым условием существования того животного, которому они принадлежат, и что если какая-либо из этих функций будет изменена вне соответствия с изменениями других отправлении организма, то он не сможет существовать».

Итак, знакомство со строением и отправлениями нескольких органов - а часто и всего лишь одного органа - позволяет судить не только о структуре, но и об образе жизни животного. И наоборот: зная условия существования того или иного животного, мы можем представить себе и его организацию. Впрочем, прибавляет Кювье, не всегда можно судить об организации животного на основании его образа жизни: как, в самом деле, связать жвачность животного с наличием у него двух копыт или рогов?

Насколько Кювье был проникнут сознанием постоянной связанности частей тела животного, видно из следующего анекдота. Один из его учеников захотел пошутить над ним. Он нарядился в шкуру дикого барана, ночью вошёл в спальню Кювье и, став возле его кровати, диким голосом закричал: «Кювье, Кювье, я тебя съем!» Великий натуралист проснулся, протянул руку, нащупал рога и, рассмотрев в полутьме копыта, спокойно ответил: «Копыта, рога - травоядное; ты меня не можешь съесть!»

Создав новую область знания - сравнительную анатомию животных, - Кювье проложил в биологии новые пути исследования. Тем самым было подготовлено торжество эволюционного учения».

Самин Д.К., 100 великих научных открытий, М., «Вече», 2008 г., с.334-336.