Покрытосеменные мелового периода: эволюционные, географические и палеоклиматические аспекты (к научному наследию С. В. Мейена)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В развитие эволюционных идей С.В. Мейена приводятся дополнительные аргументы относительно меловой эволюции покрытосеменных растений. Количество, разнообразие и географическое распространение покрытосеменных, появившихся в начале мелового периода (в берриасе), существенно возросли начиная с конца альбского века. Последнее могло быть связано с тем, что в альбе впервые за меловую историю Земли появился жаркий влажный экваториальный пояс, игравший роль “генератора надродовых таксонов” высших растений. Благодаря образованию этого пояса интенсивность макроэволюции покрытосеменных в альбе резко возросла с ослаблением абиотического отбора, а колебания позднемелового климата “запустили на полную мощность” экваториальную помпу. Анатомия микроспорангия триасового беннеттитового растения Leguminanthus показывает наличие в этой группе голосеменных морфологической структуры, которая, вероятно, посредством крупной эволюционно значимой сальтации – гамогетеротопного преобразования женских фруктификаций беннеттитовых по образу мужских – могла привести к образованию замкнутого (с сомкнутыми краями) семеносного органа по типу плодолистика покрытосеменных. Наличие широких и, вероятно, уплощенных черешков и рахисов у триасовых беннеттитовых листьев Pterophyllum косвенно подтверждает предположение о том, что листья покрытосеменных могли произойти от таковых беннеттитовых посредством филлодизации (уплощения и разрастания черешка листа).

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. Б. Герман

Геологический институт РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: alexeiherman@gmail.com
Россия, Москва

Список литературы

  1. Вахрамеев В.А. Развитие флор в средней части мелового периода и древние покрытосеменные // Палеонтол. журн. 1981. № 2. С. 3–14.
  2. Вахрамеев В.А. Юрские и меловые флоры и климаты Земли. М.: Наука, 1988. 214 с. (Труды Геол. ин-та АН СССР. Вып. 430).
  3. Вахрамеев В.А., Котова И.З. Древние покрытосеменные и сопутствующие им растения из нижнемеловых отложений Забайкалья // Палеонтол. журн. 1977. № 4. С. 101–108.
  4. Герман А.Б. Альбская–палеоценовая флора Северной Пацифики. М.: ГЕОС, 2011. 280 с. (Тр. ГИН РАН. Вып. 592).
  5. Герман А.Б., Щепетов С.В. Позднеальбская–раннетуронская гребенкинская флора Северной Пацифики: систематический состав, возраст, распространение // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2023. Т. 31. № 3. С. 56–83.
  6. Емельянов А.Ф. Эволюция наземной биоты в свете биогеографии // Русский орнитологический журн. 2015. Т. 24. Экспресс-выпуск 1192. С. 3387–3414.
  7. Еськов К.Ю. Удивительная палеонтология: история Земли и жизни на ней. М.: ЭНАС, 2008. 312 с.
  8. Жерихин В.В. Развитие и смена меловых и кайнозойских фаунистических комплексов (трахейные и хелицеровые). М.: Наука,1978. 198 с.
  9. Завьялова Н.Е., Теклева М.В. Признаки покрытосеменных у домеловой пыльцы // Ботанич. журн. 2021. Т. 106. № 7. С. 627–657.
  10. Из научного наследия С.В. Мейена (1935–1987): к истории создания основ эволюционной диатропики // Эволюция флор в палеозое: Сборник научных трудов. М.: ГЕОС, 2003. С. 106–135 (Тр. ГИН РАН. Вып. 556).
  11. Красилов В.А. Происхождение и ранняя эволюция цветковых растений. М.: Наука, 1989. 264 с.
  12. Мейен С.В. Гипотеза происхождения покрытосеменных от беннеттитов путем гамогетеротопии (переноса признаков с одного пола на другой) // Журн. общей биологии. 1986. Т. 47. № 3. С. 291–308.
  13. Мейен С.В. География макроэволюции у высших растений // Журн. общей биологии. 1987. Т. 48. № 3. С. 291–309.
  14. Меловой биоценотический кризис и эволюция насекомых. Отв. ред. Пономаренко А.Г. М.: Наука, 1988. 236 с.
  15. Мосейчик Ю.В. География макроэволюции у высших растений: концепция фитоспрединга С.В. Мейена – взгляд 30 лет спустя // Палеоботанический временник. Приложение к журналу “Lethaea rossica”. 2015. Вып. 2. C. 140–145.
  16. Расницын А.П. Фитоспрединг с точки зрения селекциониста // Журн. общей биологии. 1989. Т. 50. № 5. С. 581–583.
  17. Соколов Д.Д., Тимонин А.К. Морфологические и молекулярно-генетические данные о происхождении цветка: на пути к синтезу // Журн. общей биологии. 2007. Т. 68. № 2. С. 83–97.
  18. Чумаков Н.М. Климатическая зональность и климат мелового периода // Климат в эпохи крупных биосферных перестроек. Гл. ред. Семихатов М.А., Чумаков Н.М. М.: Наука, 2004а. С. 105–123 (Тр. ГИН РАН. Вып. 550).
  19. Чумаков Н.М. Динамика и возможные причины климатических изменений в позднем мезозое // Климат в эпохи крупных биосферных перестроек. Гл. ред. Семихатов М.А., Чумаков Н.М. М.: Наука, 2004б. С. 149–157 (Тр. ГИН РАН. Вып. 550).
  20. Чумаков Н.М., Жарков М.А., Герман А.Б., Долуденко М.П., Каландадзе Н.Н., Лебедев Е.Л., Пономаренко А.Г., Раутиан А.С. Климатические пояса в середине мелового периода // Стратиграфия. Геол. корреляция. 1995. Т. 3. № 3. С. 42–63.
  21. Barrett P.M., Willis K.J. Did dinosaurs invent flowers? Dinosaur-angiosperm coevolution revisited // Botanical Rev. 2001. V. 76. P. 411–447.
  22. Buggs R.J.I. The origin of Darwin’s “abominable mystery” // Am.J. Botany. 2021. V. 108. № 1. P. 22–36. https://doi.org/10.1002/ajb2.1592
  23. Coiro M., Doyle J.A., Hilton J. How deep is the conflict between molecular and fossil evidence on the age of angiosperms? // New Phytologist. 2019. V. 223. № 1. P. 83–99. https://doi.org/10.1111/nph.15708
  24. Coiro M., Martinez L.C.A., Upchurch G.R., Doyle J.A. Evidence for an extinct lineage of angiosperms from the Early Cretaceous of Patagonia and implications for the early radiation of flowering plants // New Phytologist. 2020. 17 p. https://doi.org/10.1111/nph.16657
  25. Crane P.R. The morphology and relationships of Bennettitales // Systematic and taxonomic approaches in palaeobotany. Eds. Spicer R.A., Thomas B.A. Systematic Assoc. Spec. Vol. № 31. Oxford: Clarendon Press, 1986. P. 163–175.
  26. Dilcher D.L. Toward a new synthesis: major evolutionary trends in the angiosperm fossil record // PNAS. 2000. V. 97. № 13. P. 7030–7036.
  27. Dilcher D.L., Crane P.R. Archaeanthus: an early angiosperm from the Cenomanian of the Western Interior of North America // Ann. Missouri Botanical Garden. 1984. V. 71. № 2. P. 351–383.
  28. Doyle J.A., Hickey L.J. Pollen and leaves from the mid-Cretaceous Potomac Group and their bearing on early angiosperm evolution // Origin and early evolution of angiosperms. Ed. Beck C.G. N.Y. – London: Columbia University Press, 1976. P. 139–206.
  29. Friedman W.E. The meaning of Darwin’s “abominable mystery”// Am. J. Botany. 2009. V. 96. № 1. P. 5–21. https://doi.org/10.3732/ajb.0800150
  30. Friis E.M., Crane P.R., Pedersen K.R. Early Flowers and Angiosperm Evolution. Cambridge: Cambridge University Press, 2011. 585 p.
  31. Herendeen P.S., Friis E.M., Pedersen K.R., Crane P.R. Palaeobotanical redux: revisiting the age of the angiosperms // Nature Plants. 2017. V. 3. № 17015. https://doi.org/10.1038/nplants.2017.15. www.nature.com/natureplants
  32. Herman A.B. Late Early–Late Cretaceous floras of the North Pacific Region: florogenesis and early angiosperm invasion // Rev. Palaeobot. Palynol. 2002. V. 122. № 1–2. P. 1–11.
  33. Hickey L.J., Doyle J.A. Early Cretaceous fossil evidence for angiosperm evolution // Botanical Rev. 1977. V. 43. P. 3–104.
  34. Ji Q., Li H., Bowe L.M., Liu Y., Taylor D.W. Early Cretaceous Archaefructus eoflora sp. nov. with bisexual flowers from Beipiao, Western Liaoning, China // Acta Geologica Sinica. 2004. V. 78. № 4. P. 883–896.
  35. Krassilov V.A. Early Cretaceous flora of Mongolia // Palaeontographica. 1982. Abt. B. Bd. 181. Lfg. 1–3. S. 1–43.
  36. Krassilov V.A. Angiosperm origins: morphological and ecological aspects. Sophia: Pensoft, 1997. 270 p.
  37. Kräusel R., Schaarschmidt F. Die Keuperflora von Neuewelt bei Basel I.V. Pterophyllen und Taeniopteriden // Schweiz Paläontol. 1966. Abh. 84. S. 1–64.
  38. Meyen S.V. Gamoheterotopy – a probable process in the morphological evolution of higher plants // IOP Newslett. 1984. № 1094. P. 4–5.
  39. Meyen S.V. Origin of angiosperm gynoecium by gamoheterotopy // Botanical J. Linnean Soc. 1988. V. 97. P. 171–178.
  40. Meyen S.V. Geography of macroevolution in higher plants // Sov. Sci. Rev. G. Geol. 1992. V. 1. P. 39–70.
  41. Pott Ch., Launis A. Taeniopteris novomundensis sp. nov.– “cycadophyte” foliage from the Carnian of Switzerland and Svalbard reconsidered: How to use Taeniopteris? // N. Jb. Geol. Paläont. Abh. 275/1. 2015. S. 19–31.
  42. Sun G., Ji Q., Dilcher D.L., Zheng S., Nixon K.C., Wang X. Archaeofructaceae, a new basal angiosperm family // Science. 2002. V. 296. № 5569. P. 899–904.
  43. Sun G., Zheng S.-L., Dilcher D.L., Wang Y.-D., Mei S.-W. Early angiosperms and their associated plants from western Liaoning, China. Shanghai: Shanghai Scientific and Technological Education Publishing House, 2001. 227 p.
  44. Taylor T.N., Taylor E.L., Krings M. Paleobotany. The biology and evolution of fossil plants. 2-d ed. Amsterdam: Elsevier, 2009. 1230 p.
  45. Wang Xin, Fu Qiang. Taiyuanostachya: an abominable angiosperm from the Early Permian of China // J. Biotechnol. Biomedicine. 2023. V. 6. Iss. 3. P. 371–379.
  46. Willis K.J., McElwain J.C. The evolution of plants. Oxford: Oxford University Press, 2002. 378 p.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Филогения высших растений и географическая приуроченность их основных филогенетических линий (по Мейен, 1987, с изменениями)

Скачать (677KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Глобальное распространение наиболее ранних (аптских и древнее) местонахождений покрытосеменных (по находкам их ископаемой пыльцы), нанесенное на палеогеографическую карту для валанжинского века (а), и возрастной диапазон их находок (горизонтальные линии), представленных на карте (б); числа на (а) и (б) обозначают одни и те же местонахождения (по Willis, McElwain, 2002, с изменениями)

Скачать (331KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Раннемеловые (досреднеальбские) листья покрытосеменных

Скачать (597KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Палеоклиматические схемы середины мелового периода, аптский и альбский века (по Чумаков и др., 1995; Чумаков, 2004а, с изменениями)

Скачать (940KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Схема гамогетеротопного образования плодолистика покрытосеменных из фруктификаций беннеттитов; стрелками показана передача признаков (по Мейен, 1986, с изменениями)

Скачать (507KB)
Метаданные
7. Рис. 6. (а) Реконструкция микроспорофилла Leguminanthus siliquosus (Leuthardt) Kräusel et Schaarschmidt, длина микроспорофиллов от 20 до 210 мм, верхний триас Лунца, Австрия; (б, в) реконструкция листовки покрытосеменного Archaeanthus linnenbergeri Dilcher et Crane из свиты Дакота Канзаса, на разрезе (в) показаны адаксиально расположенные анатропные семена (по Crane, 1986; Dilcher, Crane, 1984, с изменениями)

Скачать (391KB)
Метаданные
8. Таблица I. Фиг. 1–3 – микроспорофиллы Leguminanthus siliquosus (Leuthardt) Kräusel et Schaarschmidt; фиг. 4 – совместное нахождение микроспорофиллов и листьев: 4а – Leguminanthus siliquosus (Leuthardt) Kräusel et Schaarschmidt, 4б – лист Pterophyllum sp. (cf. P. jaegeri Brongniart); фиг. 5, 6 – Pterophyllum sp. (cf. P. jaegeri Brongniart): почти целый отпечаток листа (5) и увеличенная часть рахиса с отпечатками проводящих пучков (6); фиг. 7, 8 – Pterophyllum sp. (cf. P. jaegeri Brongniart): фрагмент отпечатка листа (7) и увеличенная часть широкого черешка с отпечатками проводящих пучков (8); коллекция № 1886l.16 Музея естественной истории в Вене; верхний триас Лунца, Австрия; длина масштабной линейки 1 см

Скачать (2MB)
Метаданные
9. Рис. 7. Схема гамогетеротопного образования плодолистика покрытосеменных из фруктификаций беннеттитов: головчатого полисперма и замкнутого микроспорофилла типа Leguminanthus siliquosus; стрелками показана передача признаков

Скачать (204KB)
Метаданные
10. Рис. 8. Нормальные листья, филлодии и переходные формы от первых ко вторым на побеге Acacia sp. (гербарий автора)

Скачать (294KB)
Метаданные
11. Рис. 9. Схема возможного образования листа покрытосеменных из листа беннеттитового Pterophyllum путем филлодизации

Скачать (257KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024