Організм і середовище. Організми населяють нашу планету від полюса до полюса, від вершин гір до самих глибоководних океанічних западин, утворюючи біосферу Землі. Але розподілені вони нерівномірно із-за відмінностей в умовах середовища. По відношенню до будь-якої істоти поняття "середовище” включає всю суму факторів як неорганічних (абіотичних), так і органічних (біотичних). Кожна рослина і тварина пристосована до наявних параметрів абіотичного середовища і сукупно живучим організмам. Його загальна форма і форма окремих частин, також їх функції і фізіологія взаємозалежні і відповідають способу життя (поведінки) у відповідній обстановці. Наприклад, обтічна форма риби, її плавники та інші органи пристосовані до існування у воді, а спосіб живлення, взаємовідношення з іншими тваринами обумовлюють низку особливостей морфології, органів захисту і нападу. Швидко плаваючі риби відкритого моря відрізняються за морфологією від риб, живучих в заводях і кавернах коралових рифів, так як їх спосіб життя різний. Рослини засушливих районів відрізняються від вологолюбивих будовою листків, довжиною коренів і т.д.  Постільки існує така залежність, то численні особливості будови організмів можуть бути зрозумілі при  вивченні способу їх життя. Це відноситься як до тепер живучих, так і до тих, що вимерли. Наприклад, стає ясним, як із кісточок плавників риб виникли кінцівки перших наземних позвоночних , коли плавники стали служити для переповзання по твердому субстрату.

            Не всі риси будови пояснюються просто як наслідок пристосування до середовища. Деякі з них не мають явного адаптивного значення і здаються непотрібними, інші появляються в результаті спадкових процесів, треті – в результаті процесів атавізму (поява ознаки більш або менш віддаленого предка) і т.д. Не завжди якісь фактори середовища обов’язково впливають на форму організмів. І все ж таки основа організації істот віддзеркалює тривалий процес пристосування в певному напрямку до умов життя (який йшов у кожної філогенетичної гілки своїм шляхом). А тому вивчаючи викопні організми, можна вияснити низку особливостей фізико-географічної обстановки їх проживання, умови утворення осадових порід, в яких вони були схоронені, і порід, в яких містяться їх залишки.

            Організми геологічного минулого в багато чому відрізняються від нині живучих і чим древніші вони, тим відмінності більші, і тому вияснити  їх образ життя і умови існування стає трудніше. Відомо, що навіть в загальному подібні за формулою організми нерідко присто­совуються до життя в різних умовах (слон і мамонт – близькі тварини, але кліматичні умови їх проживання дуже різні), і в ході геологічної історії могли міняти місце проживання. Але кожний вид тварин і рослин завжди відповідають конкретним умовам і тому можна використовувати будь-який викопний вид для палеогеографічних реконструкцій. Правда, діапазон факторів, до яких пристосований той чи інший вид, різний, у зв’язку з чим різні їх розміри їх ареалів, від чого вони дають і різну за точністю інформацію. Таким чином, знання умов життя видів та інших таксонів важно як для пізнання самих організмів, так і для геології.

            Взаємовідношення сучасних організмів з середовищем складають предмет досліджень, яким займається особливий розділ біології – екологія (від грецького слова "ойкос” – житло, місце проживання). Палеоекологія виясняє те ж саме відношення раніше проживавших істот. Вияснення способу життя конкретного вимерлого виду проводиться: 1) за аналогією з сучасними видами, з якими є та чи інша подібність в будові; 2) за даними, що є про середовище існування інших разом живших організмах; 3) за даними, що є про середовище проживання конвергентно подібних організмів; 4) за формою тіла тварини (морфофункціональний аналіз – за формою судять про функцію); 5) за особливостями  складу, структури і текстури порід.

            На всі організми як наземні, так і морські впливає низка факторів. Загальновідомо, що на Землі чітко проявляється кліматична зональність в розподілі тварин і рослин. На суші особливо контрастно виявляється дія різкого коливання температур по сезонам і навіть протягом доби, великий вплив має засушливий чи зволожений клімат, рельєф місцевості (гірський чи низинний) і т.д. В морі, крім кліматичного фактору, особливо сильно впливає ступінь солоності води, а також глибина басейна, з яким зв’язані інші фактори – освіченість, тиск, насиченість киснем, кормова база, температурний режим, характер субстрата та ін.

 Рис. Схематичний профіль морського дна і біономічні зони моря

           Водні організми, залишки яких особливо часто зустрічаються в породах і широко вико­­ристовуються в геології, поділяються за образом життя на три категорії: 1) нектон – активно плаваючі (риби, кальмари та ін.); 2) планктон – пасивно плаваючі (медузи, личинки багатьох донних неплаваючих тварин, маса одноклітинних та ін.), серед планктону розрізняють зооплан­ктон – тваринний планктон, фітопланктон – рослинний планктон; бентос – живущі на дні тва­­рини і рослини. Одні бентосні тварини прикріпляються до субстрату або вільно лежать на дні (неру­­хомий бентос), інші переміщуються  (рухомий бентос), при цьому частина повзає на по­верх носі ґрунту (епіфауна), а значна кількість заривається в рихлий ґрунт (інфауна) або вівер­­д­люється в скали (свердлільшики). Багато організмів хоч і плавають активно, прит­римуються дна, ховаються під камінням або лежать на дні, як, наприклад, деякі риби, і ведуть таким чином нектонно-бентосний спосіб  життя. Нектон і планктон населяють товщу води. В по­рах простір відкритого моря носить назву пелагіаль, а організми, що в ньому живуть – пелагіч­ними (від слова "пелагос” – море). Бентос заселяє дно і прилягаючи шари води басейнів – бенталь.

            В розповсюдженні морських організмів спостерігається чітка зональність, що залежить від глибини. Основна маса їх зосереджена на невеликих глибинах  до 200 м, тобто в межах шельфу (підводної материкової платформи), де існують найбільш сприятливі умови для життя.

Сюди проникає світло і тому тільки тут можуть жити водні рослини (продуценти органічної речовини з неорганічного), для яких освічення необхідне. Тут зосереджена і основна маса споживачів (консументів) – тварин, так як дійсно тут знаходиться головна кормова база і знаходиться головна кормова база і вміщується найбільша кількість розчиненого у воді кисню.

            За розподілом бентосу чітко виділяються біономічні зони (рис. ). Біля берегу знаходиться літораль – зона, яка  покривається водою під час приливу і яка осушується при відливі. Тут живе своєрідний комплекс організмів, здатних переносити періодичні осу­шення, дію хвиль прибою і т.д. Глибше, до відмітки 200 м, розташована сублітораль – оптимальна зона існування самих різних організмів. Особливо багата життям її верхня частина, до 80 – 100 м, найбільш освітлена і аеродована. Нижче, від 200 м до глибини приблизно 500 м, розташована – псевдоабісаль, займає окремі найбільш поглиблені ділянки шельфу, де немає або майже немає рослин. До глибини 3000 м виділяється батіаль (в рельєфі відповідає материковому схилі), а ще глибше – абісаль (ложе океану) і ультраабісаль (найбільш глибо­ководні западини – жолоби) – зони, органічний світ яких значно бідніший як за кількістю, так і за різноманітністю. Тварини тут живляться намулом, в якому вміщуються харчові частинки, головним чином принесені або ті, що впали зверху. Зональність в розповсюдженні спостеріг­гається не тільки у бентосних організмів, але і у пелагічних (в меншому ступеню).

Не всі організми однаково реагують на фактор глибини. На тих з них, які можуть жити у великому інтервалі глибин, називаються еврибатними ("еврі” – широкий, "батос” – глибина), ті, що тільки існують тільки на певних глибинах, - стенобатними ("стено” – вузький). Важ­ним фактором середовища, що контролює розповсюдження морських організмів  (не тільки донних, але і пелагічних), є солоність води. Одні можуть існувати тільки в нормально соленій воді Світового океану (солоність 3,5 % - 35 о/оо  - проміле) і не переносять оприснення – їх називають – стеногалінними ("галос” – сіль). Інші  надають перевагу, навпаки, опріснену воду замкнутих внутрішніх морів. Треті  можуть жити у воді різної солоності – це еврігалінні організми. По відношенню до фактора температури виділяють стенотермні і евритермні організми. Якщо організми витримують зміни низки факторів, вони найменуються еврібіонтними і протиставляються стенобіонтним.

            На окремих ділянках біосфери (обтопи) проживають суспільства організмів, що історик­­но склалися і вони називаються біоценозами.

            Склад біоценозів обумовлений співвідношенням факторів середовища. Кожний елемент в біоценозі займає певне положення і в наявних умовах проживання, так звану екологічну нішу. Компоненти біоценозу знаходяться в різноманітних, часто складних взаємовідношеннях. Велике значення мають харчові зв’язки, так звані "харчові ланцюги”. Морські тварини, що харчуються рослинами (фітофаги) служать їжею хижакам (зоофагам). Багато донних тварин живляться мікроскопічними планктонними організмами, проціджуючи воду (фільтратори), або поглинають намул, з якого вилучають органічні речовини (мулоїди). Самі вони стають здобиччю хижих молюсків або інших тварин. Планктоном живляться численні риби і т.д. Ліквідація одного елементу в ланцюгу порушує всю екосистему. Взаємовідношення між членами біоценозу не зводиться до одних харчовим. Частина з них находить в інших лише субстрат для прикріплення, приростання. Інші утворюють симбіоз – взаємо корисне або корисне для одного і безпечне для іншого компонента суспільство.  Треті  просто співіснують, не будучи конкурентами і т.д. Біоценози і біотопи розміщуються закономірно. Наприклад, і Чорному морі біля скелястих  берегів Криму живе один комплекс тварин і подорослів (біоценоз скал). Біля пологих берегів, де піщане дно, - другий (біоценоз піску). На тих же ділянках, але дещо глибше – третій (біоценоз устриць – назва за розповсюдженим тут видом устриць) і т.д. Як наслідок, склад біоценозу залежить від глибини і від характеру ґрунту. Якщо розглядати інші біоценози, можна побачити вплив інших факторів.

            Виявлений комплекс окаменілостей в конкретній породі називається оріктоценозом. За ним відновлюється склад біоценозу минулого – палеобіоценоз. В склад того чи іншого орікто­­ценозу можуть входити залишки не тільки відповідних палеобіоценозів, але і інших, які хвилями, течіями або іншими шляхами біли привнесені зовні. Тому при встановлені палеобіо­­ценозів виникають різноманітні труднощі. Кожний компонент палеобіоценозу і особливо палеобіоценоз в цілому дозволяє судити, що представляло його місце існування і проживання. Було це море або суша. Чи йшло нагромадження опадів в умовах засушливого або вологого, теплого або холодного клімату суші; у відкритому морському басейні або опрісненому морі, теплому чи арктичному, в мілководних або глибоководних умовах і т. д.

            Вивчення розповсюдження організмів по площі дозволяє вияснити основні риси фауни – комплексу тварин і флори – комплексу рослин, що історично склався в певному крупному регіоні і в певний час, провести палеобіогеографічне районування, виділити зоо- і фітогеографічні провінції, області і пояси. А вивчення розподілу організмів разом з літологічними дослідженнями дає можливість встановити палеогеографію для того чи іншого відрізку геологічного часу, що дуже важливо для пізнання геологічної історії будь-якої території і Землі в цілому.