paleobotanika -Paleobotany

Fosilní list Betula leopoldae ( bříza ) z raného eocénu státu Washington, přibližně před 49 miliony let

Paleobotanika , která se také píše jako paleobotanika , je obor botaniky zabývající se získáváním a identifikací rostlinných zbytků z geologických souvislostí a jejich využitím pro biologickou rekonstrukci minulých prostředí (paleogeografie) a evoluční historií rostlin s související s vývojem života obecně. Synonymem je paleofytologie . Je součástí paleontologie a paleobiologie . Předpona palaeo- znamená „starověký, starý“ a je odvozena z řeckého adjektiva παλαιός , palaios . Paleobotanika zahrnuje studium fosílií suchozemských rostlin a také studium prehistorických mořských fotoautotrofů , jako jsou fotosyntetické řasy , mořské řasy nebo chaluhy . Blízkým příbuzným oborem je palynologie , což je studium zkamenělých a existujících spor a pylu .

Paleobotanika je důležitá při rekonstrukci starověkých ekologických systémů a klimatu , známé jako paleoekologie a paleoklimatologie ; a je zásadní pro studium vývoje a evoluce zelených rostlin . Paleobotanika se také stala důležitou pro oblast archeologie , především pro použití fytolitů v relativním datování a v paleoetnobotanice .


Vznik paleobotaniky jako vědecké disciplíny lze pozorovat na počátku 19. století, zejména v dílech německého paleontologa Ernsta Friedricha von Schlotheima , českého (českého) šlechtice a učence Kaspara Maria von Sternberga a francouzského botanika Adolphe-Théodora. Brongniart .

Přehled paleobotanického záznamu

Makroskopické pozůstatky skutečných cévnatých rostlin byly poprvé nalezeny ve fosilních záznamech během siluru v paleozoické éře. Některé rozptýlené, fragmentární fosílie sporné afinity, především spory a kutikuly , byly nalezeny v horninách z období ordoviku v Ománu a předpokládá se, že pocházejí z fosilních rostlin játrovky nebo mechu ( Wellman, Osterloff & Mohiuddin 2003 ).

Ručně neleštěný vzorek spodního devonu Rhynie Chert ze Skotska

Důležitým nalezištěm fosílií raných suchozemských rostlin je Rhynie Chert , nalezená u vesnice Rhynie ve Skotsku . Rhynie chert je raně devonské sintrové ložisko ( horký pramen ) složené převážně z oxidu křemičitého . Výjimečná je zachováním několika různých kmenů rostlin, od mechů a lykofytů až po neobvyklejší problematické formy. V Rhynie Chert se také nachází mnoho fosilních zvířat, včetně členovců a pavoukovců , a nabízí jedinečné okno do historie raného pozemského života.

Makrofosílie pocházející z rostlin se v pozdním devonu stávají hojnými a zahrnují kmeny stromů , listy a kořeny . Nejčasnějším stromem byl Archaeopteris , který nese jednoduché listy podobné kapradí spirálovitě uspořádané na větvích na vrcholu jehličnatého kmene ( Meyer-Berthaud, Scheckler & Wendt 1999 ), i když je nyní známo, že je to nedávno objevená Wattieza .

Rozsáhlá ložiska uhelných bažin po celé Severní Americe a Evropě v období karbonu obsahují množství fosilií obsahujících stromovité lycopody vysoké až 30 metrů, hojné semenné rostliny , jako jsou jehličnany a semenné kapradiny , a bezpočet menších bylinných rostlin.

Krytosemenné rostliny ( kvetoucí rostliny ) se vyvinuly během druhohor a pyl a listy kvetoucích rostlin se poprvé objevily během rané křídy , přibližně před 130 miliony let.

Rostlinné fosílie

Rostlinná fosilie je jakákoli zachovaná část rostliny , která již dávno zemřela. Takovými fosiliemi mohou být prehistorické otisky staré mnoho milionů let nebo kousky dřevěného uhlí staré jen několik set let. Prehistorické rostliny jsou různé skupiny rostlin, které žily před zaznamenanou historií (před asi 3500 př.nl ).

Zachování rostlinných fosilií

Ginkgoites huttonii , střední jura, Yorkshire, Spojené království. Listy konzervované jako komprese. Exemplář v Mnichovském paleontologickém muzeu, Německo.

Rostlinné fosílie mohou být zachovány různými způsoby, z nichž každý může poskytnout různé typy informací o původní mateřské rostlině. Tyto způsoby uchování jsou diskutovány na obecných stránkách o fosiliích , ale lze je shrnout v paleobotanickém kontextu následovně.

  1. Adpressions (komprese – imprese). Jedná se o nejčastěji se vyskytující druh rostlinných fosílií. Poskytují dobré morfologické detaily, zejména dorziventrálních (zploštělých) částí rostlin, jako jsou listy. Pokud je kutikula zachována, mohou také poskytnout jemné anatomické detaily epidermis. Málo dalších detailů buněčné anatomie je normálně zachováno.
    Rhynia , Dolní devon Rhynie Chert, Skotsko, Velká Británie. Příčný řez stonkem konzervovaným jako zkamenění oxidu křemičitého, ukazující zachování buněčné struktury.
  2. Zkameněliny (permineralizace nebo anatomicky zachované fosilie). Ty poskytují jemné detaily buněčné anatomie rostlinné tkáně. Morfologické detaily lze také určit sériovým řezáním, ale to je časově náročné a obtížné.
  3. Formy a odlitky. Ty mají tendenci zachovat pouze robustnější části rostlin, jako jsou semena nebo dřevnaté stonky. Mohou poskytnout informace o trojrozměrné podobě rostliny a v případě odlitků pařezů mohou poskytnout důkaz o hustotě původní vegetace. Zřídka však zachovávají jemné morfologické detaily nebo buněčnou anatomii. Podmnožinou takových fosílií jsou odlitky dřeně , kde střed stonku je buď dutý, nebo má jemnou dřeň. Po smrti vstupuje sediment a tvoří odlitek centrální dutiny stonku. Nejznámější příklady odlitků dřeně jsou v karbonských sphenophyta ( Calamites ) a cordaites ( Artisia ).
    Crossotheca hughesiana Kidston, Middle Pennsylvanian, Coseley, poblíž Dudley, UK. Lyginopteridalský pylový orgán zachovaný jako autigenní mineralizace (mineralizovaná in situ ). Vzorek v Sedgwick Museum, Cambridge, Velká Británie.
  4. Authogenní mineralizace. Ty mohou poskytnout velmi jemné, trojrozměrné morfologické detaily a ukázaly se zvláště důležité při studiu reprodukčních struktur, které mohou být silně deformovány v adpresích. Protože se však tvoří v minerálních uzlinách, mohou být takové fosilie jen zřídka velké velikosti.
  5. Fusain . Oheň normálně ničí rostlinnou tkáň, ale někdy zbytky zuhelnatělého uhlí mohou zachovat jemné morfologické detaily, které se při jiných způsobech uchování ztrácejí; některé z nejlepších důkazů raných květů se zachovaly ve fusainu. Fosílie Fusain jsou jemné a často malé, ale kvůli jejich vztlaku se mohou často unášet na velké vzdálenosti a mohou tak poskytnout důkaz o vegetaci mimo oblasti sedimentace.

Fosilní taxony

Rostlinné fosílie téměř vždy představují členité části rostlin; dokonce i malé bylinky se zřídka zachovají celé. Těch několik příkladů rostlinných fosilií, které se ve skutečnosti zdají být pozůstatky celých rostlin, je neúplných, protože vnitřní buněčná tkáň a jemné mikromorfologické detaily se během fosilizace normálně ztrácejí. Zbytky rostlin lze uchovat různými způsoby, přičemž každý odhaluje jiné rysy původní mateřské rostliny.

Kvůli těmto potížím paleobotanici obvykle přiřazují různá taxonomická jména různým částem rostliny v různých způsobech uchování. Například u subarborescentních paleozoických sfenofytů může být otisk listu přiřazen k rodu Annularia , stlačení kužele přiřazené k Palaeostachya a stonek přiřazen buď Calamites nebo Arthroxylon v závislosti na tom, zda je zachován jako odlitek nebo zkamenění. Všechny tyto fosilie mohou pocházet ze stejné mateřské rostliny, ale každá z nich má své vlastní taxonomické jméno. Tento přístup k pojmenování rostlinných zkamenělin pochází z díla Adolpha Brongniarta a obstál ve zkoušce času.

Po mnoho let byl tento přístup k pojmenování rostlinných fosilií akceptován paleobotanisty, ale nebyl formalizován v rámci Mezinárodních pravidel botanické nomenklatury . Nakonec Thomas (1935) a Jongmans, Halle & Gothan (1935) navrhli soubor formálních ustanovení, jejichž podstata byla zavedena do Mezinárodního kódu botanické nomenklatury z roku 1952 . Tato časná opatření umožnila, aby byly fosilie představující určité části rostlin v určitém stavu uchování odkazovány na orgánové rody. Kromě toho byla na základě umělých taxonů zavedených Brongniartem (1822) rozpoznána malá podskupina orgánových rodů, které jsou známé jako formové rody, hlavně pro fosilie listů. V průběhu let se koncepty a předpisy týkající se orgánových a formových rodů modifikovaly v rámci postupných kódů nomenklatury, což odráželo neschopnost paleobotanické komunity shodnout se na tom, jak by tento aspekt rostlinné taxonomické nomenklatury měl fungovat (historii zhodnocenou Clealem a Thomasem (2010) ). Použití orgánových a fosilních rodů bylo opuštěno s kódem St Louis ( Greuter et al. 2000 ), nahrazeným „morfotaxí“.

Situace ve Vídeňském zákoníku z roku 2005 byla taková, že každý rostlinný taxon, jehož typ je fosilie, s výjimkou rozsivek , může být popsán jako morfotaxon , konkrétní část rostliny zachovaná určitým způsobem. Ačkoli je jméno vždy pevně dané typovému exempláři, vymezení (tj. rozsah exemplářů, které mohou být zahrnuty do taxonu) je definováno taxonomem, který jméno používá. Taková změna v ohraničení by mohla vést k rozšíření rozsahu částí rostlin a/nebo stavů ochrany, které mohou být začleněny do taxonu. Například fosilní rod původně založený na stlačování vajíček by mohl být použit k zahrnutí multiovulačních kupul, ve kterých byly vajíčka původně neseny. Komplikace může nastat, pokud v tomto případě existuje již pojmenovaný fosilní rod pro tyto kupule. Pokud by paleobotanici byli přesvědčeni, že typ rodu fosílie vajíček a rodu zkamenělin kopule by mohly být zahrnuty do stejného rodu, pak by tato dvě jména soutěžila o to, které je správné pro nově emendovaný rod.

Morphotaxa byly zavedeny, aby se pokusily překonat problém konkurenčních názvů, které reprezentovaly různé části rostlin a/nebo stavy ochrany. Co byste dělali, kdyby druhové jméno pylového orgánu bylo starší než druhové jméno typu pylu produkovaného tímto pylovým orgánem? Tvrdilo se, že paleobotanici by byli nešťastní, kdyby pylové orgány byly pojmenovány pomocí taxonomického názvu, jehož typovým exemplářem je pylové zrno. Jak zdůrazňují Cleal & Thomas (2010) , riziko, že jméno pylového zrnka nahradí jméno pylového orgánu, je velmi nepravděpodobné. Paleobotanici by si museli být naprosto jisti, že typový exemplář pylu, což by normálně bylo rozptýlené zrno, rozhodně pocházel ze stejné rostliny, která produkovala pylový orgán. Z moderních rostlin víme, že blízce příbuzné, ale odlišné druhy mohou produkovat prakticky nerozeznatelný pyl. Zdálo by se, že morfotaxa nenabízí paleobotanistům žádnou skutečnou výhodu oproti normálním fosilním taxonům a tento koncept byl opuštěn botanickým kongresem v roce 2011 a Mezinárodním kódem nomenklatury pro řasy, houby a rostliny v roce 2012 .

Fosilní skupiny rostlin

Lycopod axis (větev) ze středního devonu Wisconsinu .
Stigmaria , obyčejný kořen fosilního stromu. Svrchní karbon severovýchodního Ohia .
Vnější plíseň Lepidodendron ze svrchního karbonu v Ohiu .

Některé rostliny zůstaly téměř nezměněny v celém geologickém časovém měřítku Země. Přesličky se vyvinuly v pozdním devonu, rané kapradiny se vyvinuly v Mississipii , jehličnany v pensylvánii . Některé rostliny pravěku jsou stejné jako dnes a jsou tedy žijícími fosiliemi , jako je Ginkgo biloba a Sciadopitys verticillata . Jiné rostliny se radikálně změnily nebo vyhynuly.

Příklady prehistorických rostlin jsou:

Významní paleobotanici

Viz také

Reference

Další čtení

externí odkazy