Колос папоротника
В палеонтологии шип папоротника — это появление необычно высокого спор количества папоротников в летописи окаменелостей , обычно сразу (в геологическом смысле) после события вымирания . Считается, что шипы представляют собой значительное временное увеличение количества папоротников по сравнению с другими наземными растениями после исчезновения или прореживания последних. Шипы папоротников тесно связаны с мел-палеогеновым вымиранием . [ 1 ] [ 2 ] хотя они были найдены в других точках времени и пространства, например, на границе триаса и юры . [ 3 ] [ 4 ] За пределами летописи окаменелостей наблюдалось появление шипов папоротников в ответ на локальные события вымирания, такие как извержение горы Сент-Хеленс в 1980 году . [ 5 ]
Причины
[ редактировать ]События вымирания исторически были вызваны масштабными экологическими нарушениями , такими как удары метеоритов. Извержения вулканов также могут уничтожить местные экосистемы пирокластическими потоками и оползнями , оставив землю открытой для новой колонизации . [ 6 ] Чтобы популяция могла восстановиться и процветать после такого события, она должна быть в состоянии переносить условия нарушенной окружающей среды. Папоротники имеют множество характеристик, которые предрасполагают их к росту в таких условиях.
Характеристики спор
[ редактировать ]Растения обычно размножаются спорами или семенами, то есть именно они прорастут после катастрофы. Но споры имеют преимущества перед семенами в условиях окружающей среды, возникших в результате стихийного бедствия. Обычно их производят в большем количестве, чем семян, и они меньше по размеру, что способствует распространению ветром . [ 6 ] Хотя многие переносимые ветром пыльцы семенных растений мельче и распространяются дальше, чем споры, [ 7 ] пыльца не может прорасти в растение и должна попасть в восприимчивый цветок. Некоторые семенные растения также требуют, чтобы животные разбрасывали семена, которых может не быть после стихийного бедствия. Эти характеристики позволяют папоротникам быстро заселять территорию своими спорами.
Споры папоротника для прорастания требуют света. [ 8 ] После серьезных нарушений, которые уничтожают или сокращают жизнь растений, земля будет получать достаточно солнечного света, что может способствовать прорастанию спор. Споры некоторых видов содержат хлорофилл , который ускоряет прорастание и может способствовать быстрому заселению чистой почвы. [ 9 ]
Экологическая толерантность
[ редактировать ]После извержения Эль-Чичона было замечено , что папоротник Pityrogramma Calomelanos восстанавливается из корневищ , погребенных пеплом, хотя листья растения были уничтожены. [ 6 ] Корневища переносили воздействие тепла и серы из вулканического вещества. Их выживание предполагает устойчивость папоротников к суровым условиям окружающей среды, вызванным определенными видами стихийных бедствий, а регенерация корневища могла быть фактором восстановления папоротников после других экологических событий.
Экология
[ редактировать ]Шипы папоротников следуют образцу экологической последовательности . В прошлом и в наши дни папоротники были замечены как виды-первопроходцы . [ 5 ] Со временем их численность на участке уменьшается по мере того, как другие растения, такие как голосеменные . начинают расти [ 2 ]
Наличие спор
[ редактировать ]Шипы папоротников не могут возникнуть без наличия папоротников, уже существующих в этом районе, поэтому шипы возникают в основном в регионах, где папоротники уже являются заметной частью экосистемы. Во время мел-палеогенового вымирания в районе Новой Зеландии произошел всплеск папоротников, где папоротники составляли 25% численности растений до вымирания. После мероприятия численность папоротников увеличилась до 90%. [ 2 ]
Обнаружение
[ редактировать ]Шипы доисторических папоротников можно обнаружить путем отбора проб осадка. Источники включают отложения, накопившиеся в озере после интересующего события, и осадочные породы, такие как песчаник. [ 5 ] Поскольку осадок накапливается с течением времени и, таким образом, демонстрирует суперпозицию , слоям можно присвоить определенное время. Концентрацию спор в слое можно сравнить с концентрацией в разное время и концентрацией других частиц, таких как пыльцевые зерна. Колос папоротника характеризуется внезапным увеличением количества спор папоротника после стихийного бедствия, что обычно сопровождается уменьшением количества других видов растений, на что указывает их пыльца. Со временем численность папоротников уменьшится, отсюда и термин «всплеск», описывающий эту закономерность.
Шипы современных папоротников можно просто наблюдать непосредственно и позволяют наблюдать факторы, способствующие появлению колючек, которые иначе невозможно обнаружить, например, корневища, сохраняющиеся в золе. [ 6 ]
Значение
[ редактировать ]Поскольку шипы папоротников обычно совпадают с определенными катастрофами, такими как удары метеоритов и извержения вулканов, их присутствие в летописи окаменелостей может указывать на эти события. Считается, что шип папоротника подтверждает падение метеорита как причину триасово-юрского вымирания , аналогичного тому, которое позже вызвало вымирание в конце мелового периода. [ 3 ]
Известные события
[ редактировать ]Шип папоротника последовал за шипом грибов после пермско-триасового вымирания (252 млн лет назад). Это наблюдалось в Австралии. [ 10 ]
После триасово-юрского вымирания (201,3 млн лет назад) численность папоротников резко возросла, а семенных растений стало мало. Всплеск был обнаружен в восточной части Северной Америки и Европе. [ 3 ] [ 11 ]
Очень широко распространенный шип папоротников произошел после мел-палеогенового вымирания (66 млн лет назад). [ 2 ] Всплеск наблюдался в основном в Северной Америке, и только один раз наблюдался за пределами континента в Японии. [ 1 ]
Шипы папоротников сегодня часто наблюдаются после извержений вулканов. в районах, пострадавших от извержений вулканов Сент-Хеленс ( 18 мая 1980 г. ) и Эль-Чичон (март — апрель 1982 г.). Такая картина наблюдалась [ 5 ] [ 6 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Шульц, PH; Д'Ондт, С. (1996). «Мел-третичный (Чиксулуб) угол удара и его последствия». Геология . 24 (11): 963–967. Бибкод : 1996Geo....24..963S . doi : 10.1130/0091-7613(1996)024<0963:CTCIAA>2.3.CO;2 .
- ^ Jump up to: а б с д Вайда, В.; Рейн, Дж.И.; Холлис, CJ (2001). «Признак глобального вырубки лесов на границе мелового и третичного периодов по шипу папоротника Новой Зеландии». Наука . 294 (5547): 1700–1702. Бибкод : 2001Sci...294.1700V . дои : 10.1126/science.1064706 . ПМИД 11721051 .
- ^ Jump up to: а б с Фауэлл, С.Дж.; Олсен, ЧП (1993). «Временная калибровка триасово-юрского круговорота микрофлоры, восточная часть Северной Америки» . Тектонофизика . 222 (3–4): 361–369. Бибкод : 1993Tectp.222..361F . дои : 10.1016/0040-1951(93)90359-Р .
- ^ Олсен, ЧП; Кент, Д.В.; Сьюс, HD; и др. (2002). «Восхождение динозавров связано с иридиевой аномалией на границе триаса и юры» . Наука . 296 (5571): 1305–1307. Бибкод : 2002Sci...296.1305O . дои : 10.1126/science.1065522 . ПМИД 12016313 .
- ^ Jump up to: а б с д Адамс, Джонатан (2009). Видовое богатство: закономерности разнообразия жизни . Экологические науки. Шпрингер-Верлаг Берлин Гейдельберг. п. 125. ИСБН 9783540742784 .
- ^ Jump up to: а б с д и Спайсер, Роберт А.; Бернэм, Робин Дж.; Грант, Пол; Гликен, Гарри (1985). «Pityrogramma Calomelanos, первичный колонизатор вулкана Чичонал, штат Чьяпас, Мексика» после извержения . Американский журнал папоротника . 75 (1): 1–5. дои : 10.2307/1546571 . JSTOR 1546571 .
- ^ Рейнор, Гилберт С.; Огден, Юджин К.; Хейс, Джанет В. (июль 1976 г.). «Распространение спор папоротника в лесу и внутри него». Родора . 78 (815): 473–487. JSTOR 23311224 .
- ^ Гантт, Элизабет; Арнотт, Ховард Дж. (январь 1965 г.). «Прорастание спор и развитие молодого гаметофита страусиного папоротника (Matteuccia struthiopteris)». Американский журнал ботаники . 52 (1): 82. doi : 10.1002/j.1537-2197.1965.tb06760.x . ISSN 0002-9122 . JSTOR 2439978 . ПМИД 14265546 .
- ^ Ллойд, Роберт М.; Клековски, Эдвард Дж. (1970). «Прорастание спор и жизнеспособность Pteridophyta: эволюционное значение хлорофилловых спор». Биотропика . 2 (2): 129–137. Бибкод : 1970Биотр...2..129Л . дои : 10.2307/2989770 . JSTOR 2989770 .
- ^ Реталлак, GJ (январь 1995 г.). «Пермо-триасовый жизненный кризис на суше». Наука . 267 (5194). Американская ассоциация содействия развитию науки: 77–80. Бибкод : 1995Sci...267...77R . дои : 10.1126/science.267.5194.77 . JSTOR 2886044 . ПМИД 17840061 .
- ^ Ван де Шотбрюгге, Б.; Цюань, ТМ; Линдстрем, СЛ; Путтманн, В.; Хойниш, К.; Просс, Дж.; Фибиг, Дж.; Петчик, Р.; Ролинг, Х.Г. (август 2009 г.). «Цветочные изменения на границе триаса и юры, связанные с паводковым базальтовым вулканизмом». Природа Геонауки . 2 (8): 589–594. Бибкод : 2009NatGe...2..589В . CiteSeerX 10.1.1.730.9425 . дои : 10.1038/ngeo577 . ISSN 1752-0908 .