Первоочередными задачами палеоэколога являются:
1) выяснение образа жизни вымерших животных и растений для более полного и глубокого понимания самих организмов и определения того влияния, которое они могли оказывать на других животных, растения или на неорганическую среду, и
2) восстановление условий жизни тех или иных форм или целых сообществ геологического прошлого, определявших возможность существования и развития живших когда-то организмов и сообществ.
Образ жизни (способы питания, передвижения, нападения, защиты; особенности размножения; забота о потомстве; сезонные и другие явления) и условия жизни, связанные с абиотической средой (характер дна для донных организмов, соленость воды, температура, степень подвижности воды, газовый режим и т. д.) и со средой биотической (пища, конкуренты, враги, паразиты, мирные сожители и др.) являются исходными моментами для понимания взаимоотношений между организмами и между ними и неорганическими факторами среды обитания. Материалом для работ, направленных на разрешение этих вопросов для геологического прошлого, являются окаменелые остатки организмов, заключающие их горные породы, запечатлевшие особенности среды обитания организмов, а также зафиксированное в геологическом разрезе распределение тех и других в толще земной коры.
Образ жизни и условия обитания организмов взаимосвязаны. При палеоэкологических исследованиях необходимо добиваться ответа на оба эти вопроса.
Судить об образе жизни вымерших организмов позволяет анализ их строения, отражающего их деятельность; познание бывшей среды обитания при этом лишь дополняет выводы такого функционально-морфологического анализа. Условия обитания вымерших организмов также выясняются по их строению, однако в недостаточной степени. Для проникновения в детали условий жизни древних организмов необходимо проводить анализ среды их обитания по вещественным (каменным) документам и косвенным признакам, которые она нам оставила. Приведем пример. Присутствие у раковин Пластинчатожаберных моллюсков зияния на переднем и заднем концах и наличие десмодонтного замка свидетельствуют о том, что эти моллюски относятся к зарывающимся формам. Этот вывод иногда удается подкрепить непосредственными находками раковин в прижизненном вертикальном положении. Однако сделать более полный вывод относительно условий обитания этих моллюсков — характера грунта, глубины, солености и газового режима вод, биотических факторов и т. п. позволит только изучение состава пород, заключающих раковины, текстурных особенностей и поверхностей напластования слоев, смены пород в разрезе в горизонтальном и вертикальном направлениях, а также изучение комплекса сопровождающих форм и их смены в пространстве и во времени.
Палеонтологам предстоит огромная работа по выяснению экологии ископаемых организмов, которым пока что были даны только описания и названия (таких ископаемых организмов большинство!), а также по выяснению приспособительного и функционального значения особенностей морфологии (морфоэкологический, морфо-функциональный анализ).
При экологическом подходе к ископаемым организмам должна в полной мере учитываться зависимость морфологии ископаемых животных и растений геологического прошлого от условий их обитания и от изменений этих условий. Отсюда иную, более правильную, оценку получают те или другие морфологические особенности ископаемых форм и иными станут критерии, которые должны быть положены в основу выделения различных систематических категорий — родов, видов, подвидов, разновидностей. Станет также понятной недопустимость выделения видов на основании различия в размерах — очень крупных или, наоборот, мелких экземпляров — или на основании случайных отклонений от нормы, вызванных особенностями жизни (раковины, искривленные вследствие густоты поселений, вследствие прирастания и т. д.).
Кроме того, при экологическом подходе к ископаемым остаткам организмов палеонтолог не заканчивает свою работу на простом распределении изучаемого материала между уже известными и новыми видами (или другими систематическими категориями), как это делается в большинстве палеонтологических работ, а стремится выяснить процесс формообразования, понять возникновение отдельных родов, видов и более мелких систематических единиц.
Помимо вопросов, касающихся образа и условий жизни, а также фациальной приуроченности отдельных форм, групп родственных форм, биоценозов и т. д., перед палеоэкологом должны стоять и другие палеоэкологические или более общие палеонтологические вопросы, которые также требуют для своего освещения участия палеоэколога:
- конкретные взаимоотношения между отдельными организмами и формы их сожительства;
- границы площадного распространения отдельных форм (определение ареала обитания);
- густота или разреженность поселений и возможность перенаселения определенных участков;
- борьба за существование, естественный отбор и его творческая роль;
- изменчивость форм и ее зависимость от внешней среды;
- элиминация (выпадение) одних форм при пагубном влиянии на них изменений среды и выживание и изменение других форм;
- зависимость формообразования от внешней среды и ее изменений;
- темпы видообразования и их отношение к темпам изменения среды;
- направленность формообразования в отдельных генетических ветвях и изменения в направлении эволюции в них в связи с изменениями условий жизни;
- конвергенции в строении организмов, обитавших в сходных экологических условиях, и коррелятивные изменения в их строении;
- миграции организмов, их причины, темпы и последствия и т. п.
Разработка перечисленных вопросов приведет исследователя к установлению различных частных и общих экологических закономерностей развития органического мира.
В настоящее время хорошо известны факты смены фаун и флор, отдельных систематических групп и форм ископаемых животных и растений в геологическом времени. Однако такая смена во времени или выявленная эволюция обычно увязываются с эволюцией среды жизни (абиотической и биотической) только в самых общих чертах. Разработка этих вопросов может быть значительно углублена и расширена, если организм будет постоянно рассматриваться в единстве с другими организмами и с абиотической средой.
Такие исследования не только покажут смену во времени и эволюцию отдельных систематических групп организмов — они вскроют также эволюцию биоценозов, то есть смену в геологическом времени связанных между собою форм, обитавших при сходных условиях, при постепенной замене форм, принадлежавших древним, низкоорганизованным группам, формами более высокоорганизованных групп. Будет прослежена смена отдельных «викарирующих во времени» классов, родов и видов, принадлежащих различным систематическим группам, но приспособленных к сходным условиям жизни и вследствие этого представлявших одинаковые «жизненные формы», обладавшие конвергентными признаками. Будет также выяснено возникновение различных приспособлений внутри отдельных групп ископаемых организмов и у отдельных их представителей и будут прослежены изменения этих приспособлений в процессе геологической истории.
Эти вопросы относятся к процессу развития экологических отношений между организмами, с одной стороны, и между ними и абиотической средой — с другой. Этот процесс получил название экогенеза (Л. Ш. Давиташвили, 1947 и 1948).