4.1.4 分子化石与其他生物化石的比较
分子化石是生物有机体遗留下来的化学成分痕迹。大部分分子化石难以像生物实体化石(大化石和微体化石)一样可以与特定的生物种乃至亚种联系起来,在地质体定年、地层划分和对比方面远比不上这些实体化石。而且,许多分子化石像油气一样易于运移,同时,还受到成岩作用等的强烈影响。尽管如此,分子化石在地球科学领域的应用还是有其独特的优势。
4.1.4.1 分布的广泛性
在某种程度上来说,分子化石比生物实体化石容易保存,特别是其中的类脂物分子化石,几乎在所有的沉积岩中都可以见到,甚至在许多变质岩中还可以存在。这样,在那些缺乏其他生物化石的“哑”地层,或者在那些有生物化石(如孢粉)但没有统计意义的地方,分子化石还能够存在,可以开展分子地层学工作。由于分子化石在许多“哑”地层中都能找到,可以成为解决地层学问题的新工具,分子地层学有很大的发展前途。
4.1.4.2 定量的准确性
分子化石的定量比较准确,许多有实际地质意义的指标可以定量化,可以计算出诸如C3和C4植物的丰度比值、木本和草本植物的丰度比值、菌藻低等生物和高等植物的丰度比值等。而且,分子化石往往是一系列的同系物,各种指标可以互相验证、互相补充。虽然孢粉分析也可以统计出木本植物和草本植物的相对变化,但它实际上是一种统计意义上的数值,而且,孢粉往往是有许多异地分子的混入(分子化石有时还可以把异地源和原地源区分开来)。菌藻低等生物和高等植物的丰度比值在恢复古气候等与全球变化有关方面有重要的实际意义,但在一般沉积岩中,要利用其他生物化石计算出该比值相当困难,甚至是不可能的,然而分子化石要做到这一点却很容易。
4.1.4.3 应用的指纹性
生物实体化石属种的确定主要是基于形态学研究,是形态种。分子化石主要基于其化学成分和基因,是化学种(或分子种)。这两个类型的种不完全相同。现代生物学中就有很多形态种不变而化学成分发生变化的例子。当生物生活环境条件发生长期微小的变动时,与环境有关的某些类脂物将会随之发生变化,但不会引起植物群落或生态系统的取代。只有当环境压力超过了生态系统的缓冲能力时,才会出现植被的变更。因此,某些分子种在反映环境条件变化上可能比形态种更加灵敏。而且,如前所述,分子化石具有多个系列的同系物,一些分子化石对环境的微小变化反映灵敏,另外一些则可能主要受控于植被状况(其本身也间接地与比较大的环境条件变化有关)。因此,一方面,那些与环境有关的类脂物分子化石将直接记录环境条件的微小变化;另一方面,某些分子化石和其他生物化石一样,又记录了植被景观(以及相应比较大的环境条件的变化)。这可在下面的泥炭例子中清晰地反映出来。分子化石在记录全球变化(环境、气候、植被)方面可能会有更好的指纹性效果。当前趋势是强调单个分子化石(尤其是类脂物分子)的界面过程,特别是其同位素地球化学特征。分子界面过程能有效地研究开放系统间的物质、能量与信息的交换,它实际上是系统间接口的研究,能为地史时期的层圈关系研究提供很好的依据。
分子化石作为一种指纹性指标,在油气地球化学的油源、油油对比研究中得到了最充分的体现,它不仅可以反映沉积—成岩环境的变化,还可以记录在沉积以后发生的一些后期地质作用。
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