Okrzemki w ekosystemach kenozoiku Antarktyki

Transkrypt

1 1 PROPONOWANE TEMATY DOKTORATÓW (2010) Środowiskowe Studium Doktoranckie GEOBIOS przy Instytucie Paleobiologii Polskiej Akademii Nauk Okrzemki w ekosystemach kenozoiku Antarktyki... 1 Muszle wybranych mięczaków słodkowodnych jako archiwum zapisu zmian fizjologicznych i środowiskowych... 2 Historia zmian ekologicznych dotyczących populacji ludzkich ze środkowej doliny Eufratu (Syria) na podstawie analizy stosunków izotopowych zapisanych w materiale odontologicznym... 2 Fauna bezszczękowców z utworów paleozoicznych Polski... 3 Ryby dwudyszne z Polskiego triasu... 3 Biostratygrafia i paleoekologia górnej kredy Niecki-Miechowskiej... 3 Zmiany w zespołach nanoplanktonu wapiennego w cenomanie i turonie SE Polski i zachodniej Ukrainy: implikacje dla produkcji pierwotnej... 4 Izotopy wegla i tlenu w skorupkach mioceńskich ramienionogów Paratetydy jako wskaźniki zróżnicowania środowiska... 4 Krasnorosty z miocenu Polski jako wskaźniki zmian środowiska... 5 Okrzemki w ekosystemach kenozoiku Antarktyki Opiekunowie: prof. dr hab. Andrzej Gaździcki i dr Wojciech Majewski Wzrost zainteresowania współczesnymi zmianami klimatycznymi, przejawia się coraz wyraźniej w szczegółowych studiach zapisu kenozoicznych zmian klimatycznych. W tego typu badaniach, Antarktyka zajmuje znaczącą pozycję jako obszar stosunkowo słabo poznany, a jednocześnie stanowiący główny obszar występowania lądolodów, którego deglacjacja postrzegana jest jako potencjalna przyczyna podnoszenia się poziomu światowego oceanu. Intensywnym badaniom podlega więc cała kenozoiczna historia klimatyczna tego obszaru, począwszy od stosunkowo ciepłego eocenu, poprzez kolejne etapy rozwoju lądolodów w oligocenie i miocenie, stosunkowo ciepły epizod plioceński, a skończywszy na rozwoju i fluktuacjach współczesnych lodowców Antarktyki Wschodniej i Zachodniej. Badania te ze swojej natury są interdyscyplinarne. Obok metod geologicznych, w tym geochemicznych, szerokie zastosowanie znajdują metody mikropaleontologiczne. Wraz z otwornicami, okrzemki są najczęściej wykorzystywaną grupą mikroskamieniałości do badań paleośrodowiskowych i klimatycznych Antarktyki. Trzeba zaznaczyć, że Antarktyka jako teren podlegający ustaleniom Traktatu Antarktycznego, jest obszarem naturalnej i pożądanej współpracy międzynarodowej. Polska ma solidną markę w badaniach Antarktyki, co ma istotne znaczenie przy nawiązywaniu współpracy naukowej, gwarantującej dostęp do atrakcyjnych materiałów i laboratoriów zagranicznych. Opiekunowie projektu mają ugruntowane kontakty zagraniczne, gwarantujące dostęp do takich materiałów z szeroko pojętego kenozoiku. W ostatecznym wyborze kierunku badań, pozostawiona zostanie swoboda doktorantowi, przy pełnym wsparciu ze strony opiekunów. Głównym celem projektu doktorskiego, jest wykształcenie wysokiej klasy specjalisty od tej grupy mikroskamieniałości, który przy odpowiednim zaangażowaniu będzie miał dobre perspektywy do udziału w przyszłych projektach krajowych i zagranicznych. Kandydat powinien mieć dobre przygotowanie paleontologiczne lub/i biologiczne. Wskazane jest również przygotowanie geologiczne. Powinien przejawiać dużą samodzielność, otwartość naukową, jak również wytrwałość niezbędną przy systematycznych badaniach

2 2 mikropaleontologicznych. W trakcie realizacji prac doktorant opanuje metodykę analizy zespołów okrzemek w kontekście paleośrodowiskowym. Muszle wybranych mięczaków słodkowodnych jako archiwum zapisu zmian fizjologicznych i środowiskowych Opiekunowie: doc. dr hab. Jarosław Stolarski i dr Krzysztof Małkowski W ramach tematu przeprowadzono by badania muszli wybranych grup słodkowodnych mięczaków z terenu Polski z zakresu ekologii geochemicznej: analizowanie zapisu chemicznego procesów biomineralizacji w różnych warunkach środowiskowych, w kontekście kierunków adaptacji elementów współczesnych biocenoz do globalnych zmian klimatu i monitoringu przekształceń środowiska (przede wszystkim podwyższonej temperatury i zmian koncentracji dwutlenku węgla w środowisku). Proponowane badania obejmowały by wstępny etap ekologiczny: (1) opróbowanie biotopów o różnym stopniu zanieczyszczenia i eutrofizacji na makrofaunę mięczakową, zarówno żyjąca, jak i subfosylną; (2) opracowanie systematyczne tych zespołów (w współpracy ze specjalistami z IPAL oraz MiIZ), m.in. w celu identyfikacji gatunków (grup) wskaźnikowych dla określenia ewentualnych zmian antropogenicznych. Drugi etap to badania zmian składu izotopowego węgla i tlenu oraz wybranych pierwiastków śladowych w próbkach biogenicznych, w celu poznania specyfiki procesów biomineralizacyjnych w warunkach podwyższonego stresu środowiskowego. W szczególności, zrozumienie znaczenia zmian serii pomiarów (profili) izotopowych w ontogenezy muszli mięczaków. Dane pomiarowe powinny stanowić podstawę do ich wykorzystania jako biomonitorów zapisu zmian warunków ekologicznych, w tym zmian sezonalnej temperatury wód i pojawiania się zmian zróżnicowania źródeł (zanieczyszczeń) pokarmowych. Kandydat powinien mieć dobre przygotowanie z biologii (ekologii) i ewentualnie geochemii oraz przejawiać wszechstronne zainteresowanie tematyką środowiskową. W trakcie realizacji prac związanych z podjęta problematyką doktorant opanuje metodykę i metodologię analizy izotopowej w materiałach biogenicznych. Historia zmian ekologicznych dotyczących populacji ludzkich ze środkowej doliny Eufratu (Syria) na podstawie analizy stosunków izotopowych zapisanych w materiale odontologicznym Opiekunowie: prof. dr hab. Grzegorz Racki i dr Krzysztof Małkowski Dysponujemy obecnie zaawansowaną metodyką pomiaru stosunków izotopowych węgla i tlenu w mikropróbkach pochodzących ze szkieletowych tkanek (przede wszystkim zębów, najbardziej trwałych w zapisie pierwotnych cech fizycznych i chemicznych), która stopniowo staje się jednym z podstawowych narzędzi badawczych w śledzeniu zmian środowiskowych, którym poddany był osobnik w trakcie powstawania badanych elementów szkieletowych. W zapisie izotopowym zmian środowiska istnieją podstawy do budowania hipotez dotyczących zarówno globalnych zmian klimatu jak i lokalnych zmian sezonalnych i zmian dotyczących doboru pokarmu związanych z osobniczym rozwojem jak i wynikającym z migracji lub zmian kulturowych. Badania skoncentrowane będą na emalii zębów pochodzących ze stanowisk archeologicznych. Materiał do badań pochodzi ze środkowej doliny Eufratu, z wykopalisk w okolicach Tell Aszara (Syria). W tym regionie możliwe jest zrekonstruowanie interakcji między człowiekiem a środowiskiem w co najmniej pięciu okresach: wczesnego brązu (2800

3 3 2350BC), środkowego brązu ( BC), okresu nowoasyryjskiego ( BC), wczesnego średniowiecza ( AD) oraz epoki nowożytnej (XIX XX wiek). Doktorant uzyska dostęp do technik izotopowych i wyszkoli się w stawianiu i rozwiązywaniu problemów dotyczących zmian naturalnego i kulturowego środowiska człowieka, istotnych w dobie silnej antropopresji środowiskowej często obecnie związanej ze skutkami globalnymi. Kandydat powinien mieć przygotowanie z zakresu nauk o środowisku (w tym geochemii) oraz przejawiać zainteresowanie archeologią i historią. Fauna bezszczękowców z utworów paleozoicznych Polski Opiekun prof. dr hab. Magdalena Borsuk-Białynicka Celem rozprawy jest kompleksowe opracowanie materiałów ostrakodermów z terenu Polski Ma ono obejmować rewizję psammosteidów z dolnego dewonu Daleszyc (Tarlo 1964, 65) oraz opracowanie psammosteidów ze środkowego dewonu profilu Świetomarz Śniadka z kolekcji Instytutu Paleobiologii PAN, a także ewentualnych nowych materiałów, m.in. z rdzeni wiertniczych. Zróżnicowanie, powiązania filogenetyczne i paleozoogeograficzne tej fauny będą spodziewanym przedmiotem rozprawy. Ryby dwudyszne z Polskiego triasu Opiekun prof. dr hab. Magdalena Borsuk-Białynicka Przedmiotem rozprawy doktorskiej ma być opis, taksonomia oraz przebieg ewolucji ryb dwudysznych Polski. Badania mają być oparte na materiałach z wczesnego triasu z Czatkowic, oraz z późnego triasu z Krasiejowa, Lisowic oraz Poręby. Materiał stanowią przede wszystkim płyty zębowe. Wśród okazów z Krasiejowa do opracowania są także niezwykle rzadkie w materiale kopalnym łuski, a w materiale z Lisowic także kości czaszki. Dość liczny materiał daje szansę na badanie przebiegu ontogenezy oraz histologii ryb dwudysznych. Biostratygrafia i paleoekologia górnej kredy Niecki-Miechowskiej Opiekunowie: doc. dr hab. Danuta Peryt, dr Elena Jagt-Yazykova Praca będzie polegała na systematycznym zbieraniu i oznaczeniu makrofauny i mikrofauny z utworów górnej kredy regionu Niecki Miechowskiej, ze szczególnym naciskiem na zespoły amonitowe. Na podstawie znalezionych skamieniałości zostanie poddana rewizji bio- i chronostratygrafia oraz przeprowadzona po raz pierwszy wszechstronna paleoekologiczna rekonstrukcja warunków środowiskowych, w nawiązaniu do globalnych zmian ekosystemowych w interwale kampan -?mastrycht. Wykorzystane też będą materiały zgromadzone w ramach prac magisterskich, realizowanych w latach na Uniwersytecie Śląskim pod kierunkiem opiekunek. Kandydat powinien mieć dobre przygotowanie paleontologiczne i geologiczne oraz wykazywać dużą samodzielność w pracach terenowych.

4 4 Zmiany w zespołach nanoplanktonu wapiennego w cenomanie i turonie SE Polski i zachodniej Ukrainy: implikacje dla produkcji pierwotnej Opiekun: doc. dr hab. Danuta Peryt Nanoplankton wapienny znany od późnego triasu - stanowi główny składnik morskiego fitoplanktonu i jest doskonałym narzędziem do badań stratygraficznych, paleoekologicznych i paleoceanograficznych. Chociaż globalne cenomańsko-turońskie zdarzenie beztlenowe (OAE2) było w ostatnich trzech dekadach tematem wielu prac naukowych, to stosunkowo niewiele opracowań poświęconych było zmianom w zespołach nanoplanktonu wapiennego, a z Polski nie ma dotychczas żadnych publikacji związanych z tą tematyką. Materiał do badań pochodzić będzie z osadów cenomanu i turonu z odsłonięć i wierceń z Lubelszczyzny oraz z odsłonięć okolic Halicza (zachodnia Ukraina). W oparciu o jakościową i ilościową analizę nanoplanktonu wapiennego zostanie wykonana stratygrafia tych osadów, scharakteryzowane zmiany jakim podlegały zespoły nanoplanktonu wapiennego w badanym interwale oraz, w oparciu o nie, zinterpretowane zmiany w morskiej produkcji pierwotnej na badanym obszarze. Izotopy wegla i tlenu w skorupkach mioceńskich ramienionogów Paratetydy jako wskaźniki zróżnicowania środowiska Opiekunowie: dr Maria Aleksandra Bitner i doc. dr hab. Andrzej Pisera Muszle ramienionogów zawiasowych zbudowane są z biogenicznego niskomagnezowego kalcytu, co czyni je odpornymi na diagenezę. To z kolei powoduje, że ramienionogi są dobrym materiał do wykorzystania jako proxy chemizmu wody morskiej w stanie kopalnym. Muszla ramienionogów wytrącana jest w równowadze z otaczającą wodą, tak więc stosunki izotopów tlenu i węgla u ramienionogów stanowią dobry wskaźnik warunków środowiska, w jakim żyły i z tego powodu są bardzo często używane w takich analizach. Paratetyda Centralna (obejmująca obszar od Austrii i Polski, poprzez Czechy, Słowację, Węgry do Bułgarii) była epikontynentalnym morzem, o silnie zróżnicowanych warunkach środowiska, występującym w środkowym miocenie. W Paratetydzie Centralnej, choć słabo zróżnicowane taksonomicznie, ramienionogi są częste a lokalnie nawet bardzo częste, stanowić więc mogą dobry materiał badawczy, dotychczas praktycznie nie wykorzystany w tego rodzaju analizach. Zadaniem doktoranta będzie zbadanie stosunków izotopów tlenu i węgla (w niektórych wypadkach także badania geochemiczne pierwiastków) w skorupkach ramienionogów z Paratetydy Centralnej, pochodzących z różnych obszarów, facji i horyzontów stratygraficznych w celu scharakteryzowania środowiska i jego zmian w czasie i przestrzeni. Materiał do badań jest praktycznie w dyspozycji opiekunów prac, choć może być konieczność jego uzupełnienia w terenie. Doktorant będzie musiał opanować technikę badań izotopów węgla i tlenu.

5 5 Krasnorosty z miocenu Polski jako wskaźniki zmian środowiska Opiekun: doc. dr hab. Andrzej Pisera Krasnorosty (glony wapienne) z rodziny Corallinaceae stanowią element skałotwórczy w miocenie Zapadliska Przedkarpackiego i występują zarówno w badenie jak i w sarmacie. Skład taksonomiczny zespołów został rozpoznany jedynie w kilku wypadkach (Korytnica, Pińczów, czy rafy badeńskie Roztocza), lecz daleko nie ze wszystkich horyzontów stratygraficznych czy facji. Jednocześnie wiadomo, że dziś krasnorosty są dobrym wskaźnikiem warunków środowiska (pełnomorskie, brakiczne czy o podwyższonym zasoleniu, tropikalne), a także różnych czynników związanych z batymetrią jak np. energia wody czy naświetlenie. Ponieważ krasnorosty mioceńskie na poziomie rodzajowym nie różnią się od współczesnych, mogą one posłużyć do odtworzenia warunków środowiska i zmian klimatycznych, jakie występowały w miocenie Zapadliska Przedkarpackiego. Zadaniem doktoranta będzie rozpoznanie (na poziomie minimum rodzajowym) krasnorostów i ich zespołów z osadów badenu i sarmatu Zapadliska Przedkarpackiego, a następnie porównanie ich ze współczesnymi rodzajami/zespołami charakterystycznymi dla różnych warunków środowiskowych. Porównanie to posłuży (w połączeniu z danymi geologicznymi, w tym fauną kopalną ze stanowisk, z których pochodzą krasnorosty) do wyróżnienia zespołów charakteryzujących różne warunki oraz interpretacji zmian kopalnego środowiska. Od strony technicznej badania takie wymagać będą badań krasnorostów w szlifach (w mikroskopie). Znaczna część materiału krasnorostów, w tym szlify, są już w dyspozycji opiekuna. W niektórych wypadkach konieczne będzie jednak uzupełnienie materiału w terenie. W dyspozycji opiekuna znajduje się prawie cała literatura przedmiotu, jak również bogate materiały porównawcze krasnorostów współczesnych i kopalnych.