Прототакситы
| Прототакситы Временной диапазон: | |
|---|---|
 | |
| Вершина ветвления P. loganii , «дерево Шуннемунк». | |
Научная классификация  | |
| Домен: | Эукариоты |
| Королевство: | Грибы |
| Стволовая группа : | Аскомикота |
| Семья: | † Прототакситовые Хюбер |
| Род: | † Прототакситы Доусон 1859 г. |
| Типовой вид | |
| Прототакситы логани Доусон, 1859 г. | |
| Разновидность | |
| |
| Синонимы | |
| |
Прототакситы / ˌ p r oʊ t oʊ ˈ t æ k s ɪ t iː z / — вымерший род наземных ископаемых грибов , датируемый периодами от позднего силура до позднего девона . [1] [2] Прототакситы образовывали большие стволообразные структуры шириной до 1 метра (3 футов) и длиной 8 метров (26 футов). [3] состоит из переплетенных трубок диаметром около 50 микрометров (0,0020 дюйма), что делает его самым крупным наземным организмом своего времени.
Таксономия прототакситов давно является уже предметом дискуссий. Многие считают, что это грибок, но споры продолжаются. [3] Его точная связь с существующими линиями грибов неясна. Почти наверняка это был многолетний организм, который рос в течение нескольких лет. несколько экологических вариантов Было предложено , в том числе то, что он был сапротрофным, как и многие современные грибы, или что это был лихенизированный автотроф . [1]
Морфология
[ редактировать ]
диаметром до 1 метра (3 фута 3 дюйма) и высотой 8,8 метра (29 футов) Окаменелости прототакситов представляют собой остатки самого крупного организма, обнаруженного за период его существования. Если смотреть издалека, окаменелости принимают форму стволов деревьев, слегка расползающихся у их основания, что предполагает связь с несохранившимися структурами, похожими на корни. [4] Заполненные слепки, которые могут представлять собой пространства, ранее занятые «корнями» прототакситов, распространены в слоях раннего девона. [5] Концентрические годичные кольца, иногда содержащие внедренный растительный материал. [6] предполагают, что организм рос спорадически за счет добавления внешних слоев. Вполне вероятно, что сохранившиеся «стволы» представляют собой плодовое тело или « спорофор » гриба, который питался мицелием , сетью рассеянных нитей (« гиф »). В микроскопическом масштабе окаменелости состоят из узких трубчатых структур, которые переплетаются друг с другом. Они бывают двух типов: скелетные «трубки» диаметром 20–50 микрометров (мкм), имеют толстые (2–6 мкм) стенки и не делятся по длине, а также генеративные «нити», которые тоньше (5–10 мкм). в диаметре) и часто ветвятся; они соединяются вместе, образуя матрицу организма. Эти более тонкие нити разделены перегородками , то есть имеют внутренние стенки. Эти перегородки перфорированы , т. е. содержат поры для зародышей , что характерно только для современных красных водорослей и грибов. [7]
Сходство этих трубок со структурами ранних растений Nematothallus привело к предположению, что последние могут представлять собой листья прототакситов . К несчастью для этой гипотезы, их связь никогда не была обнаружена, хотя это может быть следствием их отделения после смерти организмов. [8]
История исследований
[ редактировать ]
Впервые собран в 1843 году. [9] только 14 лет спустя Джон Уильям Доусон , канадский учёный, изучил окаменелости Prototaxites , которые он описал как частично гнилые гигантские хвойные деревья , содержащие остатки грибов, которые их разлагали. [10] [11] [6] Эта концепция не оспаривалась до 1872 года, когда ученый-конкурент Уильям Каррутерс высмеял эту идею. [12] Его пыл был настолько велик, что он упрекнул имя Прототакситы (в вольном переводе как «первый тис »). [13] ) и настаивал на том, чтобы название Nematophycus («жилистая водоросль » [14] ) быть принятым, [6] шаг решительно против научной конвенции. [15] Доусон непреклонно боролся за защиту своей первоначальной интерпретации, пока исследования микроструктуры не показали, что его позиция несостоятельна, после чего он сразу же попытался сам переименовать этот род, назвав его Nematophyton («волокнистое растение») и с большой яростью отрицая, что он когда-либо считал это деревом. [6] Несмотря на эти политические попытки переименовать род, правила ботанической номенклатуры означают, что название « Прототакситы », каким бы неподходящим по смыслу оно ни было, продолжает использоваться и сегодня.
Несмотря на неопровержимые доказательства того, что этот организм рос на суше, [16] [17] Интерпретация Каррутерса о том, что это была гигантская морская водоросль, была оспорена только один раз, в 1919 году, когда Артур Гарри Черч предположил, что Каррутерс слишком поторопился исключить возможность того, что это был гриб. [18] Отсутствие каких-либо признаков, диагностирующих какую-либо существующую группу, затрудняло представление твердой гипотезы; [6] ископаемое оставалось загадочной загадкой и предметом споров. Лишь в 2001 году, после 20 лет исследований, Фрэнсис Хьюбер из Национального музея естественной истории в Вашингтоне опубликовал долгожданную статью, в которой была предпринята попытка поставить прототакситов на место. в статье был сделан вывод На основании его морфологии , что прототакситы были грибами. [6]
Эта идея была встречена с недоверием, отрицанием и сильным скептицизмом, но появляются новые доказательства в ее поддержку. [19] В 2007 году изотопный анализ , проведенный группой в составе Хьюбера и Кевина Бойса из Чикагского университета. [3] пришли к выводу, что прототакситы — гигантский гриб. Они обнаружили весьма изменчивый диапазон значений соотношений изотопов углерода в ряде образцов прототакситов . Автотрофы (организмы, такие как растения и водоросли, которые живут за счет фотосинтеза ), живущие в одно и то же время, используют один и тот же (т. е. атмосферный ) источник углерода ; поскольку организмы одного и того же типа имеют один и тот же химический механизм, они отражают состав атмосферы с постоянным содержанием изотопов углерода . Непостоянное соотношение, наблюдаемое у прототакситов , по-видимому, показывает, что этот организм не выжил за счет фотосинтеза, и команда Бойса пришла к выводу, что организм питался рядом субстратов , например, остатками других организмов, находившихся поблизости. [3] Тем не менее, большой размер организма потребовал бы разветвленной сети подземного мицелия , чтобы получить достаточно органического углерода для накопления необходимой биомассы . Корнеподобные структуры были случайно интерпретированы как и прототакситов ризоморфы могут поддерживать возможность организма транспортировать питательные вещества на большие расстояния для поддержания своего надземного тела. [20]
Другое недавнее исследование показало, что прототакситы представляют собой свернутый пучок печеночников . [21] но эта интерпретация имеет существенные трудности. [22]
Подобный род, Nematasketum , также состоит из полосчатых и ветвящихся трубок в осевых пучках; похоже это грибок. [23]
В 2021 году Грегори Реталлак описал новый вид Prototaxites honeggeri из дарривильского яруса среднего ордовика, члена озера Дуглас , , известняка Ленуар на плотине Дуглас , штат Теннесси , что знаменует собой самое раннее известное появление рода Prototaxites . [24] Хотя в некоторых исследованиях упоминается ордовикское происхождение этого рода, [2] Ссылаясь на исследование Реталлака, палеоботаник Дайан Эдвардс прокомментировала: «Когда диагностические признаки отсутствуют, такие фрагментарные органические материалы могут быть неправильно истолкованы, что приводит к неправдоподобным атрибуциям». [25] Нельсон и Бойс (2022), ссылаясь на исследование Реталлака, утверждали, что первое появление этого рода произошло в позднем силуре. [1]
В статье 2022 года было высказано предположение, что прототакситы — это грибковый ризоморф , который рос на боку и, вероятно, по крайней мере частично под землей, в отличие от традиционного мнения, что он рос вертикально. [2]
Экологический контекст
[ редактировать ]реконструировала Исследовательская группа Чикагского университета прототакситы как неразветвленную столбчатую структуру. [26] На сегодняшний день это был самый высокий живой организм своего времени; для сравнения, современное растение Cooksonia достигало всего 6 сантиметров (2,4 дюйма) в высоту и само возвышалось над « моховыми лесами», которые росли под ним, а беспозвоночные были единственной другой наземной многоклеточной жизнью. Прототакситы могли использовать свою высокую столбчатую структуру для распространения спор. С другой стороны, если бы прототакситы содержали фотосинтетические структуры, высота увеличила бы их способность улавливать свет. [4] Присутствие биомолекул, часто связанных с водорослями, может свидетельствовать о том, что Прототаксис был покрыт симбиотическими или паразитическими водорослями, что делает его по сути огромным лишайником или даже позволяет предположить, что это была сама водоросль. [4] [27] [28] Однако изменчивость отношений в изотопной сигнатуре δ 13 C между экземплярами прототакситов позволяет предположить, что он был гетеротрофным . [1]
Прототакситы мицелия (тяжи) окаменели при внедрении в ткани сосудистых растений . [6] В свою очередь, есть свидетельства существования животных, населяющих прототакситы : внутри некоторых экземпляров были обнаружены лабиринты трубок, в пустотах которых снова прорастал гриб, что привело к предположению, что исчезновение прототакситов могло быть вызвано такой деятельностью. [6] Однако свидетельства наличия скважин членистоногих у прототакситов были обнаружены в раннем и позднем девоне, что позволяет предположить, что этот организм пережил стресс бурения в течение многих миллионов лет. [29] Любопытно, что скважины появились у прототакситов задолго до того, как у растений появился структурно эквивалентный древесный стебель, и вполне возможно, что бурильщики перешли в растения, когда они эволюционировали. [29] Прототакситы вымерли в позднем девоне, когда сосудистые растения приобрели известность. [4]
В популярной культуре
[ редактировать ]Вымышленный вид, P. stellaviatori , появляется в «Звездном пути: Дискавери» как важнейший компонент приводного механизма титульного звездолета.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д Нельсен, Мэтью П.; Бойс, К. Кевин (01 июля 2022 г.). «Что делать с прототакситами?» . Международный журнал наук о растениях . 183 (6): 556–565. дои : 10.1086/720688 . ISSN 1058-5893 . S2CID 249145404 .
- ^ Перейти обратно: а б с Вайда, Виви; Кавальканте, Ларисса; Палмгрен, Кристоффер; Крюгер, Эшли; Иварссон, Магнус (13 декабря 2022 г.). «Прототакситы переосмыслены как мега-ризоморфы, облегчающие транспорт питательных веществ в ранних наземных экосистемах» . Канадский журнал микробиологии . 69 (1): cjm–2021–0358. дои : 10.1139/cjm-2021-0358 . ISSN 0008-4166 . ПМИД 36511419 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Бойс, КК; Хоттон, CL; Фогель, МЛ; Коди, Грузия; Хазен, РМ; Нолл, АХ; Хьюбер, FM (май 2007 г.). «Неоднородность девонского ландшафта, зафиксированная гигантским грибом» (PDF) . Геология . 35 (5): 399–402. Бибкод : 2007Geo....35..399B . дои : 10.1130/G23384A.1 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Селоссе, Массачусетс (2002). « Прототакситы : гигантское ископаемое возрастом 400 млн лет, сапрофитный холобазидиомицет или лишайник?». Микологические исследования . 106 (6): 641–644. дои : 10.1017/S0953756202226313 .
- ^ Хиллер, Р.; Эдвардс, Д; Моррисси, LB (2008). «Седиментологические данные о корневых структурах в Англо-Валлийском бассейне раннего девона (Великобритания) с предположениями об их производителях». Палеогеография, Палеоклиматология, Палеоэкология . 270 (3–4): 366. doi : 10.1016/j.palaeo.2008.01.038 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час Хубер, FM (2001). «Гнилая древесина-водоросль-гриб: история и жизнь прототакситов Доусона 1859». Обзор палеоботаники и палинологии . 116 (1): 123–158. дои : 10.1016/S0034-6667(01)00058-6 .
- ^ Шмид, Рудольф (1976). «Перегородочные поры прототакситов , загадочного девонского растения». Наука . 191 (4224): 287–288. Бибкод : 1976Sci...191..287S . дои : 10.1126/science.191.4224.287 . ПМИД 17832148 . S2CID 31706785 .
- ^ Джонкер, ФП (1979). « Прототакситы нижнего девона». Палеонтография Б : 39–56.
- ^ Образец окаменелости, собранный Чарльза Дарвина другом Джозефом Далтоном Хукером , был затерян на 163 года в офисе Британской геологической службы в Лондоне ( «Ученые находят потерянные окаменелости Дарвина в мрачном углу Британской геологической службы», Christian Science Monitor , 17 января). 2012 г .; идентифицировал Хукера как «Джона Хукера»).
- ^ Доусон, JW (1856 г.). «Замечания об образце ископаемой древесины из девонских пород (песчаники Гаспе) Гаспе, Восточная Канада» . Труды Американской ассоциации содействия развитию науки . 10, Часть II: 174–176.
- ^ Доусон, JW (1859). «О ископаемых растениях из девонских пород Канады» . Ежеквартальный журнал Лондонского геологического общества . 15 : 477–488. На стр. В 485 году Доусон дал этому «растению» таксономическое название Prototaxites Logani .
- ^ Каррутерс, У.М. (октябрь 1872 г.). «Об истории, гистологической структуре и сходстве Nematophycus Logani, Carr. (Prototaxites Logani, Dawson), водоросли девонского возраста» . Ежемесячный микроскопический журнал . 8 (4): 160–172.
- ^ «Taxinaea» ( Taxaceae ) — это группа хвойных деревьев, с которой Доусон провел аналогию.
- ^ Алмонд Миллер, Сэмюэл (1877). Американские палеозойские окаменелости: каталог родов и видов с именами авторов, датами, местами публикации, группами пород, в которых они обнаружены, а также этимологией и значением слов, а также введением, посвященным стратиграфической геологии Палеозойские породы . автор. стр. 35 .
- ^ Сьюард, AC (Альберт Чарльз) (1898), Ископаемые растения: учебник для студентов ботаники и геологии , University Press; Нью-Йорк: Макмиллан, с. 192 , получено 13 февраля 2016 г.
- ^ Сьюард, AC (2010). Жизнь растений на протяжении веков: геологическая и ботаническая ретроспектива Коллекция Кембриджской библиотеки — Науки о Земле . Издательство Кембриджского университета. п. 119. ИСБН 9781108016001 .
- ^ Уильям Доусон, сэр Джон (2016). Геологическая история растений . Александрийская библиотека. ISBN 9781465606853 .
- ^ Церковь, АХ (1919). Ботанические воспоминания № 3: Thallassiophyta и субаэральный переселенец . Лондон, Англия: Издательство Оксфордского университета. п. 49.
- ^ Дебра Линдси (2005) Prototaxites Dawson, 1859 или Nematophycus Carruthers, 1872: Геологи В. Ботаники в период становления науки палеоботаники. История наук о Земле: 2005, Том. 24, № 1, стр. 35-61.
- ^ Хиллер Р.Д., Эдвардс Д., Моррисси Л.Б. (2008). «Седиментологические данные о корневых структурах в англо-валлийском бассейне раннего девона (Великобритания) с предположениями об их производителях». Палеогеография, Палеоклиматология, Палеоэкология . 270 (3–4): 366–380. дои : 10.1016/j.palaeo.2008.01.038 .
- ^ Грэм, Л.Е., Кук, М.Э., Хэнсон, Д.Т., Пигг, К.Б. и Грэм, Дж.М. (2010). «Структурные, физиологические и стабильные изотопы углерода свидетельствуют о том, что загадочные палеозойские ископаемые прототакситы образовались из свернутых матов печеночников» . Американский журнал ботаники . 97 (2): 268–275. дои : 10.3732/ajb.0900322 . ПМИД 21622387 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Тейлор, Теннесси; Тейлор, Эл.; Декомбе, А.-Л.; Швендеманн, А.; Сербет, Р.; Эскапа, И.; Крингс, М. (2010). «Загадочные девонские ископаемые прототакситы — это не свернутый коврик из печеночника: комментарий к статье Грэма и др. (AJB 97: 268-275)» . Американский журнал ботаники . 97 (7): 1074–1078. дои : 10.3732/ajb.1000047 . hdl : 11336/97957 . ПМИД 21616859 .
- ^ Эдвардс, Д.; Акс, Л. (2012). «Доказательства родства грибов с Nematasketum , близким союзником прототакситов » . Ботанический журнал Линнеевского общества . 168 (1): 1–18. дои : 10.1111/j.1095-8339.2011.01195.x .
- ^ Реталлак, GJ (2019). «Ордовикские наземные растения и грибы из плотины Дуглас, штат Теннесси». Палеоботаник . 68 : 1–33.
- ^ Эдвардс, Дайанна; Моррис, Дженнифер Л.; Акс, Линдси; Дакетт, Джеффри Г.; Прессель, Сильвия; Кенрик, Пол (2022). «Соединение эофитов – новой группы древних растений, содержащих криптоспоры» . Новый фитолог . 233 (3): 1440–1455. дои : 10.1111/nph.17703 . ISSN 0028-646X .
- ↑ Доисторический загадочный организм подтвержден как гигантский гриб. Пресс-релиз Чикагского университета , 23 апреля 2007 г.
- ^ Никлас, KJ (1976). «Химические исследования некоторых несосудистых палеозойских растений». Бриттония . 28 (1): 113–137. дои : 10.2307/2805564 . JSTOR 2805564 . S2CID 21794174 .
- ^ Никлас, К.Дж.; Пратт, LM (1980). «Доказательства наличия лигниноподобных компонентов в окаменелостях растений раннего силура (лландовера)». Наука . 209 (4454): 396–7. Бибкод : 1980Sci...209..396N . дои : 10.1126/science.209.4454.396 . ПМИД 17747811 . S2CID 46073056 .
- ^ Перейти обратно: а б Лабандейра, К. (2007). «Происхождение травоядных на суше: первоначальные закономерности потребления растительных тканей членистоногими» . Наука о насекомых . 14 (4): 259–275. дои : 10.1111/j.1744-7917.2007.00152.x .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Изображения и обсуждение классификации прототакситов.
- «Таинственное ископаемое оказалось гигантским грибом» . Новости ABC онлайн . 23 апреля 2007 г. Проверено 23 апреля 2007 г.
- Браич, Кэтрин (24 апреля 2007 г.). «Таинственное доисторическое ископаемое подтверждено как гигантский гриб» . Новый учёный . Проверено 27 июля 2014 г.
- Шульц, Колин (17 июля 2013 г.). «Задолго до того, как деревья заполонили землю, земля была покрыта гигантскими грибами» . Смитсоновский институт . Проверено 27 июля 2014 г.
- (неработающая ссылка) Пол Стамец выступит на TED «Прототакситы» в 5:59»
обновлено: https://www.ted.com/talks/paul_stamets_6_ways_mushrooms_can_save_the_world