stringtranslate.com

Палеоботаника

Ископаемый лист Betula leopoldae ( березы ) из раннего эоцена штата Вашингтон, примерно 49 миллионов лет назад.

Палеоботаника , также пишется как палеоботаника , — это раздел ботаники , занимающийся восстановлением и идентификацией растительных остатков из геологического контекста и их использованием для биологической реконструкции прошлой среды обитания ( палеогеография ), а также эволюционной истории растений , с учетом эволюция жизни в целом. Синоним — палеофитология . Это компонент палеонтологии и палеобиологии . Приставка палео- или палео- означает «древний, старый» [1] и происходит от греческого прилагательного παλαιός , palaios . [2] Палеоботаника включает изучение окаменелостей наземных растений , а также изучение доисторических морских фотоавтотрофов , таких как фотосинтезирующие водоросли , морские водоросли или ламинария . Тесно связанной областью является палинология , которая занимается изучением окаменелых и дошедших до нас спор и пыльцы .

Палеоботаника важна для реконструкции древних экологических систем и климата , известных как палеоэкология и палеоклиматология соответственно. Это имеет фундаментальное значение для изучения развития и эволюции зеленых растений . Палеоботаника — историческая наука, во многом похожая на смежную с ней палеонтологию. Благодаря пониманию, которое палеоботаника дает археологам, она стала важной для области археологии в целом. прежде всего для использования фитолитов в относительном датировании и в палеоэтноботанике . [3]

Изучение и дисциплина палеоботаники возникла еще в 19 веке. Известный как «Отец палеоботаники», французский ботаник Адольф-Теодор Броньяр сыграл важную роль в зарождении палеоботаники, известный своими работами о взаимоотношениях между живыми и вымершими растениями. Эта работа продвинула не только палеоботанику, но и понимание Земли и ее реального долголетия, а также органического вещества , существовавшего на временной шкале Земли. Палеоботаника также преуспела в руках немецкого палеонтолога Эрнста Фридриха фон Шлотиема и чешского дворянина и ученого Каспара Марии фон Штернберга . [4] [5]

Связанные науки

Палеоэкология

Поскольку палеоботаника — это описание окаменевшей растительной жизни и среды, в которой они процветали, палеоэкология — это изучение всех когда-то живших организмов и взаимодействий, происходящих в средах, в которых они когда-то существовали, прежде чем вымерли . [6]

Палеоэкология — это исследование, аналогичное исследованию палеонтологии , но палеоэкология использует больше методологий биологических и геологических наук [ 7] , а не с антропологической точки зрения, как это делают палеонтологи.

Палеопалинология

Палеопалинология , более известная как палинология , — это наука и изучение древних палиноморфов: частиц размером от 5 до 500 микрометров. [8] Это будет включение пыльцы , спор и любых других микроорганических веществ. Палеопалинология — это просто палеоботаника в гораздо меньшем масштабе, и они тесно связаны друг с другом.

Подобно палеоботанике, мы можем рассказать много информации об окружающей среде и биоме в то время, когда эти частицы существовали в доисторические времена. Эти частицы также помогают геологам идентифицировать и датировать пласты осадочных пород . Он также используется для поиска природных масел и газа в слоях горных пород для их добычи . [9] Помимо раскрытия документации о наших прошлых условиях окружающей среды, палинология также может рассказать нам о рационе животных, исторической ситуации с человеческой аллергией и выявить доказательства в уголовных делах.  

Обзор палеоботанической летописи

Макроскопические останки настоящих сосудистых растений впервые обнаружены в летописи окаменелостей в силурийском периоде палеозойской эры . Некоторые рассеянные фрагментарные окаменелости спорного родства, в первую очередь споры и кутикулы , были обнаружены в горных породах ордовикского периода в Омане и, как полагают, произошли от ископаемых растений печеночника или мха . [10]

Неполированный ручной образец нижнего девона Райни Черт из Шотландии.

Важным местонахождением окаменелостей ранних наземных растений является кремень Райни , найденный недалеко от деревни Райни в Шотландии . Кремень Райни представляет собой отложение агломерата ( горячего источника ) раннего девона , состоящее в основном из кремнезема . Он уникален тем, что в нем сохранилось несколько различных кладов растений, от мхов и плаунов до более необычных и проблемных форм. Многие ископаемые животные, в том числе членистоногие и паукообразные , также обнаружены в кремне Райни, и это открывает уникальное окно в историю ранней земной жизни.

Макрофоссилии растительного происхождения становятся обильными в позднем девоне, включая стволы деревьев , листья и корни . Самым ранним деревом когда-то считалось Archaeopteris , которое несет простые, похожие на папоротник листья , спирально расположенные на ветвях на вершине хвойного ствола , [ 11 ] хотя теперь известно, что это недавно открытая Wattieza . [12]

Широко распространенные угольные болотные отложения в Северной Америке и Европе в каменноугольный период содержат множество окаменелостей, содержащих древесных плаунов высотой до 30 м, обильные семенные растения , такие как хвойные деревья и семенные папоротники , а также бесчисленное множество более мелких травянистых растений .

Покрытосеменные ( цветковые растения ) появились в мезозое , а пыльца и листья цветковых растений впервые появились в раннем меловом периоде , примерно 130 миллионов лет назад.

Окаменелости растений

Ископаемое растение — это любая сохранившаяся часть растения, которое давно умерло. Такие окаменелости могут представлять собой доисторические отпечатки, которым много миллионов лет, или кусочки древесного угля , которым всего несколько сотен лет. Доисторические растения — это различные группы растений, которые жили до письменной истории (примерно до 3500 г. до н. э. ).

Сохранение окаменелостей растений

Ginkgoites huttonii , средняя юра, Йоркшир, Великобритания. Листья сохранились в виде сдавлений. Экземпляр в Мюнхенском палеонтологическом музее, Германия.

Окаменелости растений можно сохранить разными способами, каждый из которых может дать различную информацию об исходном родительском растении. Эти способы сохранения можно резюмировать в палеоботаническом контексте следующим образом.

  1. Адпрессии (сжатия – впечатления). Это наиболее часто встречающийся тип ископаемых растений. Они обеспечивают хорошую морфологическую детализацию, особенно дорзивентральных (сплющенных) частей растений, таких как листья. Если кутикула сохранена, они также могут дать мелкие анатомические детали эпидермиса. Некоторые другие детали клеточной анатомии обычно сохраняются.
    Риния , нижний девон Райни Черт, Шотландия, Великобритания. Поперечный срез стебля сохранился в виде окаменелости кремнезема, что свидетельствует о сохранении клеточной структуры.
  2. Петрифакции (перминерализация или анатомически сохранившиеся окаменелости). Они обеспечивают тонкую детализацию клеточной анатомии растительной ткани. Морфологические детали также можно определить путем серийного секционирования, но это трудоемко и сложно.
  3. Формы и отливки. Они имеют тенденцию сохранять только более крепкие части растений, такие как семена или древесные стебли. Они могут предоставить информацию о трехмерной форме растения, а в случае слепков пней могут предоставить доказательства густоты исходной растительности. Однако они редко сохраняют какие-либо мелкие морфологические детали или анатомию клеток. Подгруппой таких окаменелостей являются пробковые слепки , у которых центр стебля либо полый, либо имеет тонкую сердцевину. После отмирания осадок попадает и образует слепок центральной полости стебля. Наиболее известные примеры пробковых слепков находятся в каменноугольных Sphenophyta ( Calamites ) и кордаитах ( Artisia ).
    Crossothecahuhesiana Kidston, Средний Пенсильвания, Козли, недалеко от Дадли, Великобритания . Орган пыльцы lyginopteridalean сохранился в виде аутигенной минерализации (минерализуется in situ ). Образец в музее Седжвика, Кембридж, Великобритания.
  4. Аутигенные минерализации. Они могут обеспечить очень мелкие трехмерные морфологические детали и оказались особенно важными при изучении репродуктивных структур, которые могут быть сильно искажены при сдавливании. Однако, поскольку они образуются в минеральных конкрециях, такие окаменелости редко могут иметь большие размеры.
  5. Фусаин . Огонь обычно разрушает растительные ткани, но иногда обуглившиеся останки могут сохранить мелкие морфологические детали, которые теряются при других способах консервации; Некоторые из лучших свидетельств ранних цветов сохранились в фюзаине. Окаменелости фузайн хрупкие и часто небольшие, но из-за своей плавучести часто могут дрейфовать на большие расстояния и, таким образом, могут свидетельствовать о наличии растительности вдали от областей седиментации.

Ископаемые таксоны

Окаменелости растений почти всегда представляют собой разрозненные части растений; даже небольшие травянистые растения редко сохраняются целыми. Те немногие примеры окаменелостей растений, которые кажутся остатками целых растений, на самом деле являются неполными, поскольку внутренняя клеточная ткань и мелкие микроморфологические детали обычно теряются во время окаменелости. Остатки растений можно сохранить разными способами, каждый из которых раскрывает различные особенности исходного родительского растения. [13]

Из-за этого палеоботаники обычно присваивают разным частям растения, находящимся в разных режимах сохранности, разные таксономические названия. Например, у субдревесных палеозойских сфенофитов отпечаток листа можно отнести к роду Annularia , сжатие конуса — к Palaeostachya , а стебель — к Calamites или Arthroxylon в зависимости от того, сохранился ли он в виде слепка или окаменение. Все эти окаменелости, возможно, произошли от одного и того же родительского растения, но каждому из них дано свое таксономическое название. Этот подход к названию окаменелостей растений возник благодаря работам Адольфа-Теодора Броньяра . [14]

В течение многих лет такой подход к названию окаменелостей растений принимался палеоботаниками, но не был формализован в Международных правилах ботанической номенклатуры . [15] В конце концов, Томас (1935) и Йонгманс, Галле и Готан (1935) предложили набор формальных положений, суть которых была введена в Международный кодекс ботанической номенклатуры 1952 года . [16] Эти ранние положения позволяли помещать окаменелости, представляющие определенные части растений в определенном состоянии сохранности, в роды органов. Кроме того, небольшая подгруппа родов-органов, известная как роды-формы, была признана на основе искусственных таксонов, введенных Броньяром, главным образом для окаменелостей листвы. Концепции и правила, касающиеся родов органов и форм, были изменены в последовательных номенклатурных кодексах, что отражает неспособность палеоботанического сообщества прийти к согласию о том, как должен работать этот аспект таксономической номенклатуры растений (история, рассмотренная Клилом и Томасом в 2020 году [17 ] ] ). Использование родов органов и ископаемых было прекращено Кодексом Сент-Луиса и заменено «морфотаксами». [18]

Ситуация в Венском кодексе 2005 года заключалась в том, что любой таксон растений, тип которого является ископаемым, за исключением диатомовых , может быть описан как морфотаксон , определенная часть растения, сохранившаяся определенным образом. [19] Хотя название всегда закрепляется за типовым экземпляром, его границы (т.е. диапазон экземпляров, которые могут быть включены в таксон) определяются систематиком, который использует это название. Такое изменение в описании может привести к расширению диапазона частей растений или состояний сохранности, которые могут быть включены в таксон. Например, ископаемый род, первоначально основанный на сдавлении семязачатков, можно использовать для включения купул с несколькими семязачатками, внутри которых первоначально рождались семязачатки. Осложнение может возникнуть, если в этом случае для этих купул существовал уже названный ископаемый род. Если бы палеоботаники были уверены, что тип ископаемого рода семязачатка и ископаемого рода купулы могут быть включены в один и тот же род, тогда эти два названия будут конкурировать за право быть правильными для недавно исправленного рода. В общем, приоритет будет конкурировать всякий раз, когда будет обнаружено, что части растений, которым были даны разные названия, принадлежат к одному и тому же виду. Оказалось, что морфотаксы не дают палеоботаникам реального преимущества перед обычными ископаемыми таксонами, и от этой концепции отказались после ботанического конгресса 2011 года и Международного кодекса номенклатуры водорослей, грибов и растений 2012 года .

Ископаемые группы растений

Ось плаунопода (ветвь) из среднего девона штата Висконсин .
Стигмария , распространённый корень ископаемого дерева. Верхний карбон северо-востока Огайо .
Внешний вид лепидодендрона из верхнего карбона штата Огайо .

Некоторые растения остались почти неизменными на протяжении геологического времени Земли. Хвощи появились в позднем девоне, [20] ранние папоротники появились в Миссисипи , хвойные – в Пенсильвании . Некоторые растения доисторической эпохи такие же, как и сегодня, и, таким образом, представляют собой живые ископаемые , например, гинкго двулопастный и сциадопитис вертициллата . Другие растения радикально изменились или вымерли.

Примеры доисторических растений:

Известные палеоботаники

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Стерн, WT (2004). Ботаническая латынь (4-е (п/б) изд.). Портленд, Орегон: Timber Press. п. 460. ИСБН 978-0-7153-1643-6.
  2. ^ Лидделл, Генри Джордж и Скотт, Роберт (1940). «παλαιός». Греко-английский лексикон . Оксфорд: Кларендон Пресс . Проверено 16 июля 2019 г.
  3. ^ Кабанес, Д. (2020). Анализ фитолитов в палеоэкологии и археологии. В «Междисциплинарном вкладе в археологию» (стр. 255–288) doi: 10.1007/978-3-030-42622-4_11.
  4. ^ «Броньяр, Адольф-Теодор». www.энциклопедия.com . Encyclepedia.com: БЕСПЛАТНЫЙ онлайн-словарь . Проверено 22 февраля 2017 г.
  5. ^ Клил, Кристофер Дж.; Лазарус, Морин; Таунсенд, Аннет (2005). «Иллюстрации и иллюстраторы в «золотой век» палеоботаники: 1800–1840». В Боудене, Эй Джей; Бурек, резюме; Уайлдинг, Р. (ред.). История палеоботаники: избранные очерки . Лондон: Лондонское геологическое общество. п. 41. ИСБН 9781862391741.
  6. ^ «Палеоэкология». Цифровой атлас древней жизни . Проверено 13 ноября 2023 г.
  7. ^ "Палеоэкология | Энциклопедия.com" . www.энциклопедия.com . Проверено 13 ноября 2023 г.
  8. ^ Траверс, Альфред (2008). Палеопалинология . Вопросы геобиологии (2-е изд., печат. с корр.). Дордрехт: Спрингер. ISBN 978-1-4020-5609-3.
  9. ^ "Палинология". Палеоботаника + Палинология . Проверено 13 ноября 2023 г.
  10. ^ Веллман, Чарльз Х.; Остерлофф, Питер Л. и Мохиуддин, Узма (2003), «Фрагменты древнейших наземных растений» (PDF) , Nature , 425 (6955): 282–285, Бибкод : 2003Natur.425..282W, doi : 10.1038/nature01884 , PMID  13679913, S2CID  4383813
  11. ^ Мейер-Берто, Бриджит; Шеклер, С.Е. и Вендт, Дж. (1999), « Археоптерис - самое раннее современное дерево», Nature , 398 (6729): 700–701, Бибкод : 1999Natur.398..700M, doi : 10.1038/19516, S2CID  4419663
  12. ^ Спир, Брайан Р. (10 июня 1995 г.), Девонский период , получено 12 мая 2012 г.
  13. ^ Дарра, Уильям К. (1936). «Метод Пила в палеоботанике». Брошюры Ботанического музея Гарвардского университета . 4 (5): 69–83. ISSN  0006-8098.
  14. ^ Бронньяр (1822)
  15. ^ Брике, Дж. (1906), Международные правила ботанической номенклатуры, принятые на Международном ботаническом конгрессе Вены, 1905 г. , Йена: Фишер, OCLC  153969885
  16. ^ Ланжу и др. 1952 год
  17. ^ Клил и Томас 2010
  18. ^ Гройтер и др. 2000 г.
  19. ^ Макнил 2006
  20. ^ Элгорриага, А.; Эскапа, Айдахо; Ротвелл, GW; Томеску, АМФ; Кунео, Северная Каролина (2018). «Происхождение Equisetum: эволюция хвощей (Equisetales) внутри основной клады эуфиллофитов Sphenopsida». Американский журнал ботаники . 105 (8): 1286–1303. дои : 10.1002/ajb2.1125 . ПМИД  30025163.
  21. ^ "Эдвард Берри". www.nasonline.org . Проверено 7 января 2024 г.
  22. ^ «Профессор Уильям Гилберт Чалонер (Билл) и его вклад в палеоботанику - Международная организация палеоботаники» . Проверено 7 января 2024 г.
  23. ↑ Деттманн, Мэри Э., «Изабель Клифтон Куксон (1893–1973)», Австралийский биографический словарь , Канберра: Национальный центр биографии, Австралийский национальный университет , получено 7 января 2024 г.
  24. ^ "Гербарии и библиотеки Гарвардского университета" . kiki.huh.harvard.edu . Проверено 7 января 2024 г.
  25. ^ "Дайанна Эдвардс | Имена ископаемых растений" . www.plantfossilnames.org . Проверено 7 января 2024 г.
  26. ^ Чалонер, Уильям Гилберт (1 ноября 1985). «Томас Максвелл Харрис, 8 января 1903 г. - 1 мая 1983 г.». Биографические мемуары членов Королевского общества . 31 : 228–260. дои : 10.1098/rsbm.1985.0009. ISSN  0080-4606.
  27. ^ Басигалупо, Нелида М.; Гуальяноне, Э. Роза (1999). «Ана Мария Рагонесе (1928–1999)». Дарвиниана . 37 (3/4): 351. ISSN  0011-6793. JSTOR  23223919.

дальнейшее чтение

Внешние ссылки

В Wikisource есть текст статьи « Палеоботаника » из Британской энциклопедии 1911 года .