Digital signal processing using matlab 3rd edition schilling solutions manual

Digital Signal Processing using MATLAB

3rd Edition Schilling Solutions Manual

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Chapter 2

2.1 Classify each of the following signals as finite or infinite. For the finite signals, find the smallest integer N such that x(k) = 0 for |k|> N.

(a) x(k) = µ(k + 5) µ(k 5)

(b) x(k) = sin(.2πk)µ(k)

(c) x(k) = min(k2 9,0)µ(k)

(d) x(k) = µ(k)µ( k)/(1 + k2)

(e) x(k) = tan( √ 2πk)[µ(k) µ(k 100)]

(f) x(k) = δ(k) + cos(πk) ( 1)k

(g) x(k) = k k sin( 5πk)

Solution

(a) finite, N = 5

(b) infinite

(c) finite, N = 2

(d) finite, N = 1

(e) finite, N = 99

(f) finite, N = 0

(g) infinite

2.2 Classify each of the following signals as causal or noncausal.

(a) x(k) = max{k,0}

(b) x(k) = sin(.2πk)µ( k)

(c) x(k) = 1 exp( k)

(d) x(k) = mod(k, 10)

(e) x(k) = tan( √ 2πk)[µ(k)+ µ(k 100)]

(f) x(k) = cos(πk) + ( 1)k

(g) x(k) = sin(.5πk)/(1+ k2)

Solution

(a) causal

c 2017 Cengage Learning. May not be scanned, copied or duplicated, or posted to a publicly accessible website, in whole or in part

(b) noncausal

(c) noncausal

(d) noncausal

(e) causal

(e) causal

(f) noncausal

2.3 Classify each of the following signals as periodic or aperiodic. For the periodic signals, find the period, M.

(a) x(k) = cos(.02πk)

(b) x(k) = sin(.1k) cos(.2k)

(c) x(k) = cos( √ k)

(d) x(k) = exp(jπ/8)

(e) x(k) = mod(k, 10)

(f) x(k) = sin2(.1πk)µ(k)

(g) x(k) = j2k

Solution

(a) periodic, M = 100

(b) nonperiodic, (τ = 20π)

(c) nonperiodic, (τ = 2π/ √ )

(d) periodic, M = 16

(e) periodic, M = 10

(f) nonperodic, (causal)

(g) periodic, M = 2

2.4 Classify each of the following signals as bounded or unbounded.

(a) x(k) = kcos(.1πk)/(1+ k2)

(b) x(k) = sin(.1k) cos(.2k)δ(k 3)

(c) x(k) = cos(πk2)

(d) x(k) = tan(.1πk)[µ(k) µ(k 10]

(e) x(k) = k2/(1 + k2)

(f) x(k) = kexp( k)µ(k)

The Project Gutenberg eBook of Grundzüge der Paläontologie (Paläozoologie). 1. Abteilung: Invertebrata

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Title: Grundzüge der Paläontologie (Paläozoologie). 1. Abteilung: Invertebrata

Author: Karl Alfred von Zittel

Release date: April 16, 2023 [eBook #70567]

Language: German

Original publication: Germany: R. Oldenbourg, 1903

Credits: Iris Schroeder-Gehring, Peter Becker and the Online Distributed Proofreading Team at https://www.pgdp.net (This file was produced from images generously made available by The Internet Archive)

*** START OF THE PROJECT GUTENBERG EBOOK GRUNDZÜGE DER PALÄONTOLOGIE (PALÄOZOOLOGIE). 1. ABTEILUNG: INVERTEBRATA ***

GRUNDZÜGE

KARL A. VON ZITTEL, PROFESSOR AN DER UNIVERSITÄT ZU MÜNCHEN.

1. ABTEILUNG: INVERTEBRATA.

ZWEITE VERBESSERTE UND VERMEHRTE AUFLAGE.

MIT 1405 IN DEN TEXT GEDRUCKTEN ABBILDUNGEN.

M B, D V R. O.

1903.

ALLE RECHTE VORBEHALTEN.

Vorwort zur ersten Auflage.

Als ich mich vor zwanzig Jahren mit dem Gedanken beschäftigte, ein auf dem Boden der neueren Anschauungen stehendes Lehrbuch der Paläontologie zu schreiben, lag es zunächst in meiner Absicht, Studierenden und Freunden dieser Wissenschaft eine kurze und übersichtliche Darstellung des Inhaltes der Versteinerungskunde zu bieten. Allein der damalige Mangel eines zusammenfassenden Kompendiums und die Schwierigkeit, aus der überaus umfangreichen, vielsprachigen und ungleichwertigen Literatur das Wichtigere herauszugreifen, veranlaßte schon nach dem Erscheinen der ersten Lieferung eine Änderung des ursprünglichen Planes, und an Stelle eines Lehrbuchs entstand das 5 Bände starke Handbuch der Paläontologie.

Was nun anfänglich beabsichtigt war, soll das vorliegende Werk bringen. Es folgt, wie fast alle neueren Lehrbücher der Paläontologie, der im Handbuch eingeschlagenen Methode der Darstellung und Anordnung des Stoffes; aber nur wenige Abschnitte konnten in einfachem Auszug wiedergegeben werden. Die Entwicklung der Paläontologie ist eine so rasche, daß sich seit dem Erscheinen des Handbuchs in den meisten Gruppen, namentlich bei den Wirbellosen, tiefgreifende Veränderungen vollzogen haben, welche eine vollständige Umarbeitung der betreffenden Teile erheischten, und auch bei den Wirbeltieren haben die letzten Jahre eine Anzahl wichtiger und unerwarteter Entdeckungen geliefert.

Eine Hauptaufgabe der Paläontologie wird stets die Erzielung einer natürlichen, den morphologischen und phylogenetischen Erfahrungen entsprechenden Systematik bilden, derselben wurde darum auch besondere Aufmerksamkeit gewidmet. Da jedoch der gebotene Raum nur eine äußerst

knappe Behandlung und lediglich eine Auswahl des Wichtigeren gestattete, so wurde auf den vorhandenen Formenreichtum innerhalb der verschiedenen Gruppen häufig nur durch einfache Anführung von Namen ohne jede Beschreibung hingewiesen. Dadurch werden die Grundzüge auch für die Besitzer des Handbuchs einen gewissen Wert erhalten, indem sie wenigstens andeutungsweise die neueren Fortschritte und die jetzige Gestaltung des Systems zur Anschauung bringen.

Ausführlichere phylogenetische Erörterungen mußten in Hinblick auf den beschränkten Raum ausgeschlossen werden, auch wurde auf Wiedergabe oder Aufstellung von Stammbäumen verzichtet, da deren Begründung eine Fülle von Detail beansprucht, welches hier nicht gegeben werden konnte. Da jedoch eine natürliche Systematik zugleich die Verwandtschaftsbeziehungen der Organismen zum Ausdruck bringen muß, so konnte der Stammesgeschichte durch geeignete Anordnung des Stoffes und durch kurze Andeutungen über die genetischen Beziehungen der Angehörigen verschiedener Gruppen gebührende Rechnung getragen werden.

Die Versteinerungen sind in diesem Werke vorzugsweise als fossile Organismen behandelt, während ihre Bedeutung als historische Dokumente zur Altersbestimmung der Erdschichten nur in zweiter Linie Berücksichtigung finden konnte. Auf die Aufzählung oder Beschreibung einzelner geologisch wichtiger Leitfossilien wurde darum verzichtet, doch sind dieselben bei Auswahl der Abbildung nach Möglichkeit bevorzugt.

Durch Verwendung des ungemein reichen Materials an Klischees aus dem Handbuch, sowie durch Herstellung einer Anzahl neuer Abbildungen, konnten die Grundzüge in ungewöhnlich reichem Maße mit Illustrationen ausgestattet werden. Der Umfang des Werkes ist dadurch allerdings, obwohl der botanische Teil ausgeschlossen wurde, in unerwünschter Weise angeschwollen; um so dankbarer muß es anerkannt werden, daß die Verlagsbuchhandlung den Preis desselben so niedrig als möglich angesetzt hat.

Zu besonderem Danke bin ich auch Herrn Privatdozent Dr. P o m p e c k j verpflichtet, welcher mich bei Durchsicht der Korrekturbogen bereitwilligst unterstützte.

Dr. Karl A. v. Zittel.

Vorwort zur zweiten Auflage.

Seit dem Erscheinen der ersten Auflage der »Grundzüge der Paläontologie« wurde durch meinen ehemaligen Schüler und Freund Dr. Ch. E a s t m a n in Harvard Mass. eine englische Übersetzung oder besser Bearbeitung meines Werkes veröffentlicht. Neben einzelnen Abschnitten, welche in unveränderter Form Eingang in die englische Ausgabe fanden, wurden andere von hervorragenden amerikanischen oder englischen Spezialforschern überarbeitet und teilweise wesentlich umgestaltet. Das englische »Textbook of Palaeontology« weicht namentlich bei den Crinoideen, Bryozoen, Mollusken und Trilobiten nicht unerheblich von den deutschen Grundzügen ab und weist insbesondere in der systematischen Gruppierung des Stoffes bedeutende Änderungen auf. Auch der Umfang einzelner Abschnitte ist in der englischen Ausgabe erheblich vergrößert. Die bis jetzt erschienenen Klassen der Wirbeltiere (Fische, Amphibien, Reptilien und Vögel), welche einen zweiten Band bilden, schließen sich enger an das deutsche Original an, sind aber ebenfalls von angesehenen Forschern (A. S m i t h Wo o d w a r d, Wi l l i s t o n, L u c a s) überarbeitet und in mancher Hinsicht verbessert und ergänzt.

In der vorliegenden zweiten Auflage der »Grundzüge« habe ich den Verbesserungen der englischen Ausgabe Rechnung getragen, jedoch in der Hauptsache an der ursprünglichen Verteilung des Stoffes und an der in Deutschland eingebürgerten systematischen Gliederung desselben festgehalten. Einzelne Abschnitte, wie die Korallen und Pelmatozoen erheischten allerdings eine vollständige Umarbeitung. Der Umfang des Buches wurde dadurch etwas vergrößert, und da eine ähnliche Überarbeitung auch bei den Wirbeltieren erforderlich ist, so erschien es rätlich, das schon in erster Auflage etwas zu dickleibige Buch in zwei

Abteilungen zu zerlegen, wovon die erste die Invertebraten, die zweite die Wirbeltiere umfaßt. Jede Abteilung erhält ihr eigenes Register und bildet gewissermaßen ein selbständiges Werk.

Wie bei der ersten Auflage der Grundzüge, so hatte ich mich auch bei der zweiten der freundlichen Beihilfe der Herren Dr. B r o i l i und P o m p e c k j bei Durchsicht der Korrekturbogen zu erfreuen. Zu besonderem Dank bin ich ferner Frau Dr. G o r d o n - O g i l v i e verpflichtet, welche mir ein Manuskript über die Strukturverhältnisse der Korallen zur Verfügung stellte, sowie Herrn Professor Dr. P o m p e c k j, welcher die Abschnitte der Cephalopoden und Trilobiten mit den Ergebnissen der neuesten Forschungen in Einklang gebracht hat.

M ü n c h e n im August 1903.

Dr. Karl A. v. Zittel.

E i n l e i t u n g. Begriff und Aufgabe der Paläontologie 1-16 S y s t e m a t i k 17

I.Stamm Protozoa (Urtiere) 18

Klasse Rhizopoda S. 18. 1. Ordnung Foraminifera S. 18. 2. Ordnung Radiolaria S. 36

II.Stamm Coelenterata 40

1.Unterstamm Porifera 40

Klasse Spongiae S. 41. Unterklasse S i l i c i s p o n g i a e S. 45 1. Ordnung Monactinellida S. 45 2. Ordnung Tetractinellida S. 46. 3. Ordnung Lithistida S. 46. 4. Ordnung Hexactinellida S. 53. Unterklasse C a l c i s p o n g i a e S. 60. 1. Ordnung Pharetrones S. 61. 2. Ordnung Sycones S. 63.

2.Unterstamm Cnidaria 65

1. Klasse Anthozoa (Pflanzentiere) S. 65 1. Unterklasse Z o a n t h a r i a S. 74. 1. Ordnung Tetracoralla S. 74. 2. Ordnung Hexacoralla S. 82. 2. Unterklasse A l c y o n a r i a S. 99.

2. Klasse Hydrozoa S. 109. 1. Unterklasse H y d r o m e d u s a e S. 110. Ordnung Hydrocorallinae S. 110. Ordnung Tubulariae S. 111. Ordnung Campanulariae S. 114. Graptolithen S. 114. II. Unterklasse A c a l e p h a e S. 121.

III.Stamm Echinodermata (Stachelhäuter) 123 A

Pelmatozoa 124

1. Klasse Crinoidea (Seelilien) S. 124 1. Ordnung Larviformia S. 135 2. Ordnung Costata S. 137 3. Ordnung Fistulata S. 139. 4. Ordnung Camerata S. 145 5. Ordnung Flexibilia S. 153 6. Ordnung Articulata S. 155

2. Klasse Cystoidea S. 164. 1. Ordnung Thecoidae S. 169. 2. Ordnung Carpoidae S. 170. 3. Ordnung Hydrophoridae S. 172.

3. Klasse Blastoidea S. 179.

1. Klasse Ophiuroidea S. 187 1. Ordnung Euryaleae S. 189 2. Ordnung Ophiureae S. 190

2. Klasse Asteroidea S. 191 1. Ordnung Encrinasteriae S. 193 2. Ordnung Euasteriae S. 194

1. Klasse Echinoidea (Seeigel) S. 195. 1. Unterklasse

P a l e c h i n o i d e a S. 203. 1. Ordnung Cystocidarida S. 203.

2. Ordnung Bothriocidarida S. 204. 3. Ordnung

Perischoechinida S. 204 2. Unterklasse

E u e c h i n o i d e a S. 206 1. Ordnung Regulares S. 206 2. Ordnung Irregulares S. 213 A. Unterordnung Gnathostomata S. 213. B. Unterordnung Atelostomata S. 217

2. Klasse Holothurioidea S. 226

1. Klasse Bryozoa S. 231 1 Unterordnung Cryptostomata S. 232 2. Unterordnung Cyclostomata S. 234 3. Unterordnung

Cheilostomata S. 237

2. Klasse Brachiopoda S. 240 1. Ordnung Inarticulata S. 250 2. Ordnung Articulata S. 253. A. Unterordnung Aphaneropegmata S. 253. B. Unterordnung Helicopegmata S. 259. C. Unterordnung Ancistropegmata S. 265. D. Unterordnung

Ancyclopegmata S. 268.

1. Klasse Lamellibranchiata S. 276 1. Ordnung Anisomyaria S. 284. 2. Ordnung Homomyaria S. 297. A. Unterordnung

Taxodonta S. 297. B. Unterordnung Heterodonta S. 300. C. Unterordnung Desmodonta S. 328.

2. Klasse Scaphopoda S. 338.

3. Klasse Amphineura S. 339. Ordnung Polyplacophora S. 339

4. Klasse Gastropoda S. 340 A. Ordnung Prosobranchia S. 345

1. Unterordnung Cyclobranchina S. 346 2. Unterordnung

Aspidobranchina S. 347 3. Unterordnung Ctenobranchina S. 358 B. Ordnung Heteropoda S. 383 C. Ordnung

Opisthobranchia S. 384 D. Ordnung Pteropoda S. 386

Unterordnung Thecosomata S. 388. E. Ordnung Pulmonata S. 390. 1. Unterordnung Thalassophila S. 391. 2. Unterordnung

Basommatophora S. 391. 3. Unterordnung Stylommatophora S. 393.

5. Klasse Cephalopoda S. 398. A. Ordnung Tetrabranchiata S. 399 1. Unterordnung Nautiloidea S. 402 2. Unterordnung Ammonoidea S. 415 B Ordnung Dibranchiata S. 468 1. Unterordnung Belemnoidea S. 470 2. Unterordnung Sepioidea S. 478. 3. Unterordnung Octopoda S. 480

1. Klasse Crustacea S. 483. A. Unterklasse E n t o m o s t r a c a S. 484. 2. Ordnung Cirripedia S. 484. 3. Ordnung Ostracoda S. 487. 4. Ordnung Phyllopoda S. 490. 5. Ordnung Trilobitae S. 491. B. Unterklasse M a l a c o s t r a c a S. 514. 1. Ordnung Phyllocarida S. 514. 2. Ordnung Schizopoda S. 516. 3. Ordnung Isopoda S. 517 4. Ordnung Amphipoda S. 518 5. Ordnung Stomatopoda S. 518 6. Ordnung Decapoda S. 519 A. Unterordnung Macrura S. 520 B. Unterordnung Anomura S. 523. C. Unterordnung Brachyura S. 523

2. Klasse Merostomata S. 526 1. Ordnung Gigantostraca S. 526

2. Ordnung Xiphosura S. 530.

1. Klasse Myriopoda S. 532

2. Klasse Arachnoidea S. 533.

3. Klasse Insecta S. 535. 1. Ordnung Aptera S. 536. 2. Ordnung Orthoptera S. 536. 3. Ordnung Neuroptera S. 538. 4. Ordnung Hemiptera S. 539. 5. Ordnung Coleoptera S. 540. 6. Ordnung Diptera S. 542. 7. Ordnung Lepidoptera S. 542. 8. Ordnung Hymenoptera S. 543.

Einleitung.

Begriff und Aufgabe der Paläontologie.

Die Paläontologie oder Ve r s t e i n e r u n g s k u n d e ist die Wissenschaft von den Versteinerungen oder die Lehre von den alten Lebewesen (λὁγος τὡν παλαιὡν οντων). Sie beschäftigt sich mit allen Fragen, welche die Eigenschaften, die systematische Stellung, die Verwandtschaft und Abstammung, die einstige Lebensweise, die räumliche Verbreitung und die zeitliche Aufeinanderfolge jener alten Wesen betreffen, sowie mit den Folgerungen, welche sich aus diesen Untersuchungen für die Entwickelungsgeschichte der Organismen und der Erde überhaupt ergeben.

Unter Ve r s t e i n e r u n g e n (Fossilien, Petrefakten) versteht man diejenigen Überreste oder Spuren von Pflanzen und Tieren, welche vor Beginn der jetzigen geologischen Periode gelebt haben und in den Erdschichten erhalten blieben.

Für die Zugehörigkeit eines in den Erdschichten vorkommenden organischen Überrestes zu den Versteinerungen ist in erster Linie das geologische Alter maßgebend, während dem Erhaltungszustand oder dem Umstand, ob dieselben von noch jetzt lebenden oder ausgestorbenen Arten herrühren, nur untergeordnete Bedeutung beigelegt werden darf. Wenn auch die Mehrzahl der Versteinerungen mehr oder weniger durchgreifende Veränderungen während des Fossilisationsprozesses erfahren haben und häufig durch ihre Umwandlung in mineralische Substanz den Namen Versteinerungen rechtfertigen, so können doch unter besonders günstigen Bedingungen (z. B. im gefrorenen Boden, in Bernstein, Harz, Torf) urweltliche Tiere und Pflanzen in nahezu unveränderter Form überliefert werden. Die Leichen von Mammut, Rhinozeros im sibirischen Eis, die

Insekten, Spinnen und Pflanzen im Bernstein sind echte Versteinerungen, obwohl sie keine Spur von mineralischer Durchtränkung erlitten haben.

Eine nicht unbeträchtliche Anzahl von echten Versteinerungen aus tertiären und pleistocänen Ablagerungen gehört zu noch jetzt existierenden Pflanzen oder Tierarten, während die Reste gewisser in historischer Zeit ausgestorbener Formen (Rhytina, Alca, Didus, Pezophaps u. a.) ebenso wenig zu den Versteinerungen gerechnet werden als alle diejenigen organischen Überreste, welche aus Ablagerungen stammen, die unter den jetzt herrschenden topographischen und klimatischen Verhältnissen gebildet wurden.

Die Veränderungen, welche urweltliche Organismen durch den Fossilisationsprozess erleiden, sind teils chemischer teils mechanischer Natur.[1] Durch Umwandlung oder Zerstörung gewisser Bestandteile und durch Aufnahme fremder Stoffe tritt Verkohlung, Verwesung, Verwitterung oder Versteinerung ein.

1. Die Ve r k o h l u n g ist ein unter Wasser oder bei beschränktem Zutritt von Luft erfolgender Desoxydationsprozess, welchen vorzugsweise Pflanzen durchmachen. Fossile Hölzer und sonstige Gewächse sind häufig in Torf, Lignit, Braunkohle oder Steinkohle; Blätter in ein dünnes Kohlenhäutchen umgewandelt, welches meist noch die feinste Nervatur erkennen läßt. Auch tierische, ursprünglich aus Chitin bestehende Gebilde finden sich ausnahmsweise in verkohltem Zustand (Insekten, Krustaceen, Graptolithen).

2. Die Ve r w e s u n g zerstört in der Regel alle organischen Kohlenstoffund Stickstoff-Verbindungen vollständig. Abgesehen von seltenen Ausnahmefällen hinterlassen darum die nur aus Weichteilen bestehenden Würmer, Infusorien, die schalenlosen Mollusken, die meisten Hydrozoen, viele Anthozoen, die Embryonen von Wirbeltieren keine Spuren in den Erdschichten. Auch Horn, Haare, Chitin und ähnliche Gebilde verfallen während des Fossilisationsprozesses der Vernichtung. Nur unter besonders günstigen Bedingungen (z. B. in Eis oder gefrorenem Boden) bleiben Fleisch- oder Hautgebilde nahezu unverändert oder sie erleiden in tonigen oder kalkigen Schiefern unter Aufnahme von phosphorsaurem Kalk eine Art von Versteinerung, wobei die feinen Strukturverhältnisse nur wenig

verändert werden.[2] Auch die erhaltungsfähigen mineralischen Bestandteile des tierischen Körpers werden durch Verwesung ihrer organischen Beimengungen beraubt: Knochen verlieren ihren Gehalt an Fett und Leim, Schalen von Mollusken, Echinodermen, Krustaceen ihre Farbstoffe und ihr organisches Substrat. Die durch Verlust ihrer organischen Beimischungen mehr oder weniger porös gewordenen Hartgebilde verfallen später durch allmähliche Auflösung auch der mineralischen Bestandteile der Verwitterung, der völligen Zerstörung oder

3. der Ve r s t e i n e r u n g. Bei diesem Prozess dringen fremde, in Wasser lösliche Stoffe (vorzüglich kohlensaurer Kalk und Kieselerde, seltener Schwefeleisen, Eisenoxydhydrat und andere Substanzen) in alle ursprünglich vorhandenen oder durch Verwesung entstandenen Hohlräume ein und füllen dieselben vollständig aus. Während des Versteinerungsprozesses findet zuweilen auch eine Pseudomorphose statt, indem gewisse mineralische Bestandteile aufgelöst und durch andere Stoffe ersetzt werden. So können Kalkschalen oder Kalkskelette in Kieselerde und umgekehrt Kieselskelette (z. B. von Spongien) in Kalkspat umgewandelt werden.

Füllt sich der ursprünglich von Weichteilen eingenommene Raum z. B. im Innern einer Molluskenschale oder irgend eines anderen Tierkörpers mit eingedrungenem Schlamm aus, und wird durch Verwitterung später die Schale oder Umhüllung zerstört, so entsteht ein innerer Ausguß oder S t e i n k e r n, welcher in manchen Fällen, namentlich bei sehr dünnschaligen Organismen (Ammoniten, Brachiopoden, gewissen Muscheln und Krustaceen), ein getreues Abbild der ursprünglichen Form gewährt und ebenso sicher bestimmt werden kann als die Schale selbst.

Nicht selten hinterlassen fossile Organismen nur die A b d r ü c k e ihrer Schalen oder Skelette, sehr selten ihres ganzen Körpers in den Erdschichten; zuweilen wird ihre Existenz auch lediglich durch F ä h r t e n oder F u ß s p u r e n angedeutet.

M e c h a n i s c h e Ve r ä n d e r u n g e n durch Verschiebung, Biegung, Zerquetschung oder sonstige Entstellung erleiden sehr viele Versteinerungen gleichzeitig mit den sie umschließenden Gesteinen. Sie

beanspruchen besondere Beachtung und müssen bei der Bestimmung fossiler Organismen sorgsam berücksichtigt werden.

Paläontologie und Biologie. Obwohl die Überreste der urweltlichen, als Versteinerungen überlieferten Lebewesen nur ein unvollständiges Bild derselben gewähren, fast niemals vollständig erhalten und in der Regel mehr oder weniger verändert sind, so lassen sie sich doch insgesamt in die großen Fachwerke der zoologischen und botanischen Systeme einfügen. Sie sind trotz aller Verschiedenheiten nach denselben Grundgesetzen gebaut wie die noch jetzt existierenden Organismen und ihre Bestimmung erfordert stets den sorgfältigen Vergleich mit den nächstverwandten lebenden Pflanzen und Tieren. Die Methode der Untersuchung von Versteinerungen unterscheidet sich nicht von jener, welche der Zoologe oder Botaniker anwendet; allerdings verfügt der Paläontologe nur über die erhaltungsfähigen Bestandteile und muß nach Analogien mit lebenden Formen die zerstörten Weichteile im Geiste rekonstruieren. Er ist aber auch genötigt, aus den vorhandenen Resten so viel Belehrung zu ziehen, als nur immer möglich, und sieht sich darum nicht nur auf die äußerliche und makroskopische, sondern auch auf die feinere mikroskopische und histiologische Untersuchung angewiesen. In manchen Abteilungen des Pflanzen- und Tierreichs ist die Paläontologie durch ausgiebige Verwertung histiologischer Merkmale der Botanik und Zoologie vorausgeeilt und bei den Wirbeltieren ist die vergleichende Anatomie des Knochengerüstes und der sonstigen erhaltungsfähigen Hartgebilde (Zähne, Hautskelett) wesentlich durch Paläontologen ( C u v i e r, O w e n, H . v. M e y e r, R ü t i m e y e r, M a r s h, C o p e u. a.) auf ihre jetzige Höhe gebracht worden. Das schon von C u v i e r mit Glück angewandte Erfahrungsgesetz der Korrelation, wonach alle Teile eines Organismus in gesetzmäßigem Zusammenhang stehen und nicht verändert werden können, ohne daß gleichzeitig alle anderen Teile eine entsprechende Umgestaltung erleiden, ist jetzt nicht nur bei den Wirbeltieren, sondern auch bei Wirbellosen und bei Pflanzen derart ausgebildet, daß häufig ein einziger Knochen, Zahn oder Hautschild, ein unansehnliches Fragment eines Gehäuses, eine Schale, ein Skelettfragment, ein Zweig, Stammstück u. s. w. genügen, um uns eine ungefähre Vorstellung von dem ehemaligen Besitzer dieser Reste zu verschaffen. Die Paläontologie ist darum, soweit sie sich mit der Untersuchung und Systematik der fossilen Organismen beschäftigt, nichts

anderes als ein Teil der Zoologie, vergleichenden Anatomie und Botanik und zerfällt in Paläozoologie und Paläophytologie. Sie hat das Material der beiden biologischen Disziplinen ganz erstaunlich vermehrt, zahlreiche Lücken im System ausgefüllt und unsere Kenntnis über die Mannigfaltigkeit der Organisationsverhältnisse bei Tieren und Pflanzen unendlich bereichert. In den meisten überhaupt erhaltungsfähigen Abteilungen des Tier- und Pflanzenreiches übertrifft die Zahl der fossilen Formen die der noch jetzt existierenden beträchtlich. Bei Foraminiferen, Spongien, Korallen, Echinodermen, Mollusken und Wirbeltieren, bei Gefäßkryptogamen, Cycadeen und Koniferen wäre ein natürliches System undenkbar ohne Verwertung des paläontologischen Materials; denn in einzelnen Gruppen (z. B. Brachiopoden, Cephalopoden, Reptilien, Säugetiere) übertrifft die Zahl der fossilen ausgestorbenen Formen jene der lebenden um das zehn-, hundert- oder tausendfache und dieses Verhältnis verschiebt sich immer mehr und mehr zu Gunsten der Paläontologie, da fast täglich in den verschiedensten Teilen der Erde neue Fundstätten von Versteinerungen entdeckt werden.

Paläontologie und Geologie. Obwohl die Versteinerungskunde als biologische Wissenschaft sich nicht wesentlich von Botanik und Zoologie unterscheidet, so steht sie doch auch in ebenso innigem Zusammenhang mit Geologie und ist von jeher von Geologen nicht minder gepflegt worden als von Biologen. Das Material wird ihr fast ausschließlich durch Geologen geliefert, denn die Versteinerungen finden sich in den geschichteten Gesteinen der Erdkruste und zwar enthalten die ursprünglich als Sedimente im Wasser entstandenen oder die auf dem Festland durch Verwitterung und äolische Einflüsse gebildeten Gesteine keineswegs dieselben fossilen Überreste, sondern jeder Schichtenkomplex, ja häufig jede einzelne Gesteinsbank ist durch besondere Arten ausgezeichnet. Je älter die Gesteine, desto fremdartigeren Charakter besitzen die Versteinerungen, je jünger die Schichten, desto näher stehen die darin vorkommenden Fossilien den noch jetzt existierenden Organismen. Da nun erfahrungsgemäß

Ablagerungen von gleichem Alter auch identische oder doch ähnliche Versteinerungen enthalten, wenn sie unter ähnlichen äußeren Bedingungen (z. B. im Meer oder im Süßwasser) entstanden sind, so liefern die Versteinerungen neben der durch die Aufeinanderlagerung festgestellten Reihenfolge das sicherste Hilfsmittel zur Erkennung gleichaltriger

Schichtgesteine. Durch das Studium der aus gleichzeitig entstandenen Gesteinen stammenden Fossilien lassen sich schließlich die verschiedenen Paläofaunen (d. h. Tiergesellschaften) und Paläofloren, welche im Verlauf der Entwickelungsgeschichte unseres Planeten denselben bewohnt haben, rekonstruieren. Die mit Hilfe der Lagerung und der charakteristischen Versteinerungen (Leitfossilien) chronologisch geordneten Schichtgesteine werden wieder in Unterabteilungen gegliedert, wovon jede einzelne durch besondere organische Überreste gekennzeichnet ist. Die historische Geologie basiert darum der Hauptsache nach auf Paläontologie.

Die Gesamtmächtigkeit aller geschichteten Gesteine mit Ausschluß der ältesten kristallinischen Schiefergesteine (Gneis, Glimmerschiefer, Phyllit u. s. w.), denen organische Überreste fehlen und über deren Entstehung noch mancherlei verschiedene Meinungen herrschen, beträgt ca. 20-30000 m. Zur Bildung dieses gewaltigen Schichtenkomplexes war eine unermeßlich lange Zeit erforderlich, die sich freilich nicht genau berechnen läßt, weil sichere Anhaltspunkte über die Geschwindigkeit der Sedimentbildung in früheren Erdperioden fehlen, und weil sich der Beginn, die Dauer und der Abschluß geologischer Ereignisse nicht mit astronomischen Vorgängen in Verbindung bringen lassen.

Da jedoch die Erde ehemals von ganz anderen Geschöpfen bewohnt war, als heutzutage, da die verschiedenen Paläofloren und Paläofaunen überall in gleicher Weise aufeinander folgen, da ferner in gewissen Schichten meist zahlreiche oder auch alle Arten gleichzeitig miteinander erscheinen und gleichzeitig verschwinden, so daß eine Fauna oder Flora nahezu in ihrer Gesamtheit durch die nachfolgende ersetzt wird, so ist es möglich, die geschichteten Gesteine in eine Anzahl von größeren und kleineren zeitlichen Abschnitten zu gliedern, welche von den Geologen mit verschiedenen Namen belegt werden. Der Beginn und das Ende irgend einer geologischen Periode (Gruppe, System oder Formation, Formationsabteilung, Stufe, Zone) wird in der Regel durch lokale Unterbrechungen in der Schichtenbildung bestimmt, welche durch Veränderungen in der Verteilung von Wasser und Land, durch vulkanische Eruptionen u. dgl. hervorgerufen wurden. Mit solchen Störungen fand meist auch eine Veränderung in der Flora und Fauna statt. Die gegenwärtig angenommene Einteilung der geschichteten Gesteine ist auf der Tabelle S. 6

zusammengestellt, worin allerdings nur die in den drei vorderen Reihen gebrauchten Bezeichnungen allgemeine Gültigkeit besitzen, während die letzte Kolumne lediglich auf europäische Verhältnisse Bezug hat.

Die Gesteine der a r c h ä i s c h e n (oder azoischen) Gruppe haben eine Gesamtmächtigkeit von 40-60000 m. Sie gehören dem ältesten und längsten Zeitalter in der Entwickelung unserer Erde an, zeichnen sich durch schieferige und kristallinische Beschaffenheit und durch den Mangel an Versteinerungen aus. Nach der Lagerung bildet im allgemeinen G n e i s s die älteste, G l i m m e r s c h i e f e r, C h l o r i t s c h i e f e r und Ta l k s c h i e f e r die mittlere, P h y l l i t (Urthonschiefer) die oberste Abteilung der archäischen Gruppe. Die angeblich schon in der Gneissformation vorkommenden Organismen (Eozoon) haben sich als mineralische Gebilde erwiesen.

Die p a l ä o z o i s c h e oder p r i m ä r e G r u p p e besteht aus dem kambrischen, silurischen, devonischen, karbonischen und permischen System, wovon jedes System (Formation) wieder in mehrere Abteilungen, Stufen und Zonen zerlegt wird. Das k a m b r i s c h e System enthält vorherrschend Krustaceen (Trilobiten), Mollusken, Würmer, einige Pelmatozoen, Cölenteraten, Spongien und sehr undeutlich erhaltene Algen; im S i l u rsystem sind alle Klassen des Tierreichs mit Ausnahme der Amphibien, Reptilien, Vögel und Säugetiere und die Flora durch Algen vertreten. Unter den Tieren herrschen wirbellose Meeresbewohner (namentlich Krustaceen, Mollusken, Echinodermen und Cölenteraten) vor, während die Wirbeltiere nur durch spärliche Reste von Fischen vertreten sind. Sämtliche Arten und fast alle Gattungen sind erloschen und gehören meist ausgestorbenen Familien oder Ordnungen an. Im d e v o n i s c h e n, k a r b o n i s c h e n und p e r m i s c h e n System sind im wesentlichen dieselben Abteilungen des Tierreichs, jedoch vielfach durch andere Gattungen und Familien vertreten. Im Devon entfalten die Fische eine große Mannigfaltigkeit, im Karbon beginnen die Amphibien (Stegocephalen), im Perm die Reptilien. Die Flora besteht hauptsächlich aus Gefäßkryptogamen sowie aus spärlichen Koniferen und Cycadeen.