Ordovician Proetide Trilobites in Baltoscandia and Germany [Juh. H. Pärnaste]

Antud doktoritöö Baltoskandia Ordoviitsiumi proetiidsetest trilobiitidest näitab paleontoloogia tähtsust integreeritult teiste lähedaste geoloogia distsipliinidega. Alustades puhtalt süstemaatilisest ülevaatest jõuti peagi läbi statistiliste analüüsimeetodite, biomeetria ja paleobioloogia silmitsi fatsiaalse leviku, settimise ja stratigraafilise korrelatsiooni probleemidega. Tänaseks on Baltoskandia Ordoviitsiumi läbilõikest koos Põhja-Euroopas levinud glatsiaalsete rändkivide materjaliga ühtekokku teada seltsist Proetida ligi 30 perekonda oma rohkem kui 70 liigiga (Artikkel II). Tänu nende miniatuursetele mõõtmetele võib neid leida väikesemõõdulistest kivimpaladest nii nagu ka puuraukudest ja glatsiaalsetest veeristest omades seetõttu kõrget biostratigraafilist potensiaali. Kuigi proetiidid on Ordoviitsiumi trilobiidifauna suhteliselt väike komponent, on nende esindajad levinud kõigis fatsiaalvööndites (sensu Jaanusson 1982). Kirjandusepõhine ülevaade proetiidide levikust Baltoskandias tõi esile võrdluse nii varasemate ja hilisemate autorite süstemaatika erinevustes kui ka varasema ja praeguse stratigraafia erinevustes.

Ülem-Ordoviitsiumi Boda lubjakivi trilobiidi Cyamella stensioei (sugukond Rorringtoniidae) biomeetriline analüüs (Artiklid I ja IV) aitas leida sellele liigile iseloomulikult ontogeneesi käigus muutuvad tunnused. Neid tunnuseid kasutati võrdlemaks väljaspool Baltoskandia piire leiduvate teiste lähedaste trilobiitidega ehk rorringtoniididega ning leiti võimalikke süstemaatika ja paleoökoloogia seoseid. Cyamella stensioei peakilpide peamised mõõtmed näitasid erinevate larvistaadiumite esinemist ja esmakordselt kirjeldati selle liigi meraspiidi staadium. Samuti on esmakordselt esitatud “Cyamella-taskute” litoloogiline ja tafonoomiline kirjeldus koos isotoop-analüüsi andmetega (Artikkel IV).

Kirde-Eesti põlevkivi kaevandamise piirkonnast leiti Kukruse lademe Viivikonna kihistust Telephina biseriata peakilp (Artikkel III). Üldiselt süvaveelise faatsiese perekonnana teatud Telephina leid Põhja-Eesti fatsiaalvööndist viitab tõenäoliselt transgressiooni sündmusele sel ajal.

Viimasena on diskuteeritud Panarchaeogonus’e kui perekonna, mis ühendab endas nii Rorringtoniidae kui ka Scharyiidae sugukonna tunnuseid, peakilbi tunnuste muutused ja areng ontogeneesi jooksul. 

Abstract

This thesis on Ordovician proetid trilobites in Baltoscandia shows the importance of palaeontology and its relationship to the neighbouring disciplines of geology. Starting from a purely systematic overview and ranging from biometrics over statistics and analytical methods to palaeobiology this studies soon faced also the questions on facies distribution and sedimentation, but also stratigraphy and correlation. Today, almost 30 proetide genera with more than 70 species are known from the Ordovician successions of Baltoscandia, including geschiebes from Northern Europe (paper II). Because of their relatively small size proetide trilobites can be found in small rock samples (borehole cores, geschiebes), offering the possibility of a high biostratigraphical potential. Proetida are relatively minor components of most Ordovician trilobite faunas, but representatives of all three superfamilies occur across all confacies belts (sensu Jaanusson 1982). The study of literature for the overview paper of proetid distribution in Baltoscandia revealed the conjunction between recent and past systematics and recent and past stratigraphy.

Biometric analyses of the trilobite Cyamella stensioei Owens, 1979 from the Upper Ordovician Boda Limestone of Sweden (papers I and IV) helped to identify important cranidial characters and their change during ontogeny for this species. These characters were used for a comparison to closely allied rorringtoniid taxa from outside Baltoscandia and revealed possible systematic as well as  alaeoecological connections. Analysis of key measurements of cephala of C. stensioei show a number of instars and for the first time a meraspis stage of C. stensioei is published. Also for the first time a thorough lithological and taphonomical investigation of a sample from a Cyamella pocket is presented, with additional isotope data (paper IV).

A cranidium of Telephina biseriata (Asklund, 1936) was collected from the kerogenous Kiviõli Member of the Viivikonna Formation, Kukruse Stage in the vicinity of the oil-shale mining area of northeast Estonia (paper III). The occurrence in the North Estonian Confacies Belt of Telephina, known as a deep-water inhabitant, probably reflects the peak of a transgression event at that time.

As a genus uniting features of both families Rorringtoniidae and Scharyiidae in this thesis a first discussion on the character changes and cranidial development during growth for Panarchaeogonus Öpik, 1937 is given, which will be treated in more detail in a forthcoming publication.

Abstrakt

Diese Doktorarbeit über proetide Trilobiten in Baltoskandien und Deutschland zeigt die Wichtigkeit der Paläontologie und ihre Beziehung zu den Nachbardisziplinen innerhalb der Geologie auf. Ausgehend von einer rein systematischen Übersicht später die Biometrie einbeziehend, über Statistik und analytische Methoden bis hin zur Paläobiologie erreichten diese Untersucungen auch die bestehenden Fragen der Faziesverteilung und Sedimentation, aber auch der Stratigraphie und Korrelation. Es sind heute nahezu 30 proetide Trilobitengattungen mit mehr als 70 Arten aus den ordovizischen Ablagerungen Baltoskandiens, die Geschiebe aus Nordeuropa mit einbezogen, bekannt (Artikel II). Durch ihre verhältnismäßig geringe Größe können proetide Trilobiten auch in kleinen Gesteinsproben (Bohrkernen, Geschieben) gefunden werden, was ein großes biostratigraphisches Potential birgt. Zwar stellen die
Proetida nur einen geringen Anteil der übrigen ordovizischen Trilobitenfaunen dar, aber die Vertreter aller drei Überfamilien sind in allen Konfaziesgürteln (sensu Jaanusson 1982) vorhanden. Die Literaturrecherche für die Übersichtspublikation über die Verteilung der Proetiden in Baltoskandien
verdeutlichte die Verknüpfung zwischen aktueller und überholter Systematik und aktueller und überholter Stratigraphie.

Anhand biometrischer Analysen des Trilobiten Cyamella stensioei Owens, 1979 aus dem oberordovizischen Bodakalk Schwedens (Artikel I und IV) konnten wichtige Craniduim-Merkmale und ihr Wandel während der Ontogenie für diese Art identifiziert werden. Diese Cranidium-Merkmale wurden für einen Vergleich mit nahe verwandten rorringtoniiden Taxa von außerhalb Baltoskandiens herangezogen und ließen so auf mögliche systematische und paläoökologische Verbindungen schließen. Bei der Analyse bedeutender Messstrecken an Cephala von C.stensioei ergab sich eine Anzahl von
Wachstumsstadien und erstmals wird ein Meraspis-Stadium von C. stensioei veröffentlicht. Ebenfalls erstmalig wird eine gründliche lithologische und taphonomische Untersuchung einer Cyamella-Tasche präsentiert, die zusätzlich Isotopenmessungen enthält (Artikel IV).

In der Umgebung der Ölschieferabbaue in Nordestland wurde ein Cranidium von Telephina biseriata (Asklund, 1936) aus dem kerogenhaltigen Kiviõli Members der Viivikonna Formation, Kukruse Stufe, gefunden (Artikel III). Dieses Auftauchen von Telephina, die als Tiefseebewohner gilt, im Nordestnischen Konfaziesgürtel spiegelt möglicherweise die Hochphase einer Transgression zu dieser Zeit wider.

Da die Gattung sowohl Eigenschaften der Familien Rorringtoniidae als auch Scharyiidae vereint, werden in dieser Doktorarbeit vorab der Merkmalswandel und die Cranidium-Entwicklung während des Wachstums an Panarchaeogonus Öpik, 1937 diskutiert, um in einer zukünftigen Veröffentlichung ausführlicher
diskutiert zu werden.