Ископаемые растения
Ископа́емые расте́ния, остатки растений, сохранившиеся в осадочных горных породах. Ископаемые растения образуют осадочные породы (торф, уголь, водорослевые известняки и др.) или встречаются как включения в массе минеральных частиц. Включенные остатки растений находят в породах различного происхождения, как морских, так и континентальных. Иногда они образуются в результате погребения целого растения, корней, стволов в прижизненном положении под наносами песка, ила или вулканического пепла. Однако чаще мы имеем дело с разрозненными органами растений — обломками древесины, листьями, семенами, спорами и пыльцой. Этот растительный материал частью состоит из органов, которые отделяются от растения при жизни (листья листопадных пород, семена, пыльцевые зерна и др.), частью же образуются в результате гибели и распада растительных тканей. Те и другие остатки переносятся водой и ветром, попадая в область накопления осадочных пород (чаще всего это озерные глины, опоки, известняки, болотные торфяники, илистые наносы в поймах и дельтах рек, а для морских водорослей — мелководные известняки).
Формы сохранности ископаемых растений
Форма сохранности ископаемого растения зависит от состава породы и химических условий захоронения. Для крупных органов самая обычная форма сохранности — это отпечатки, которые, однако, не являются механическим оттиском растения на породе, как иногда думают, а представляют собой тонкие минеральные пленки, выпадающие из иловых растворов на поверхности растительного остатка (инкрустация) или во внутренних полостях (субкрустация). При благоприятных условиях сохранившие объем растительные остатки полностью замещаются кремнистыми, карбонатными или железистыми соединениями, образуя окаменелость. Такие остатки представляют особую ценность, так как у них сохраняется структура тканей. Много палеоботанических открытий связано с окаменелостями, заключенными в «угольные почки» — карбонатные стяжения в угольных пластах. Иная форма сохранности возникает из спрессованных растительных остатков, органическое вещество которых не замещено или лишь в незначительной степени замещено минералами. Это так называемые фитолеймы (дословно «растительные пленки», в англоязычной литературе — compressions). Угольный пласт, в сущности, состоит из таких остатков, но по большей части разложившихся и бесструктурных. Мельчайший растительный материал, рассеянный в горных породах, служит материнским веществом для нефти и природного газа. Однако во многих случаях фитолеймы сохраняют клеточную структуру. Такие ископаемые чаще всего образуются в бескислородных условиях на дне застойных водоемов. При этом лучше всего сохраняются образования, содержащие химически устойчивые вещества — кутин или спорополленин. Это кутикулярные пленки, покрывающие эпидермис («кожицу») наземных растений, оболочки спор и пыльцы. Даже у самых древних растений под сканирующим электронным микроскопом прекрасно видны мельчайшие стуктурные детали этих образований.
Методы исследования
Наука, изучающая ископаемые растения, называется палеоботаникой. В современных палеоботанических исследованиях широко используется световая и электронная микроскопия, требующая довольно сложных методов обработки ископаемого растительного материала — выделения из породы, изготовления шлифов и срезов, препаратов кутикулы, спор, пыльцы и др. Благодаря этому ископаемые растения по морфологической изученности немногим уступают современным. Полученные в ходе палеоботанических исследований данные используются в систематике растений, для решения эволюционных проблем, для познания растительности и климатических условий прошлого, а также в стратиграфии (науке о последовательности и пространственных взаимоотношениях слоев осадочной оболочки Земли). Так, в результате палеоботанических исследований были открыты предковые формы голосеменных и цветковых растений (прогимноспермы и проангиоспермы, соответственно), еще не имевшие листьев первичные наземные растения псилофиты, разделившиеся в результате быстротечных морфологических преобразований на основные эволюционные стволы растительного мира. Эти открытия позволили в первом приближении построить документально обоснованную филогению растительного мира, работа над которой продолжается.
Реконструкция прошлого
Смена растительных остатков в ходе геологического времени, запечатленная палеоботанической летописью, дает представление не только об эволюционной последовательности форм, но и о развитии растительности в связи с глобальными изменениями климата и другими факторами среды обитания, которые также удается реконструировать на основе палеоботанических данных. Сейчас уже много известно о растительных сообществах прошлого, об экологии исчезнувших с лица земли лесов, об их значении в эволюции животных и человека. Мы можем точно установить, какие растения посещали насекомые, жившие сотни миллионов лет назад: в их желудках нередко сохраняется пыльца вымерших растений. Подобные находки проливают свет на сопряженную эволюцию (коэволюцию) растений и животных, но в этой области еще много непознанного.
На ранних этапах палеоботанических исследований, в середине 18 века, ископаемые растения принимали за остатки ныне живущих видов. Однако такие экзотические находки, как листья пальм в арктических широтах, опрокидывали представление о неизменности лика Земли и населяющих ее существ. Вначале подобные находки объясняли иным распределением видов в прошлом. Действительно, на территории Европы когда-то встречались растения, ближайшие родственники которых сейчас обитают лишь в тропиках. Со временем пришлось признать, что многие ископаемые остатки принадлежат полностью вымершим группам растений, причем чем дальше вглубь времен, тем таких ископаемых больше.
Этапы эволюции
Эволюция растительного мира распадается на крупные этапы, соответствующие эрам, периодам и эпохам геологической летописи. Древнейшие растения — это остатки микроскопических водорослей, сохранившиеся в горных породах, геологический возраст которых более двух миллиардов лет. Около шестисот миллионов лет назад появились многоклеточные слоевищные растения, давшие начало различным типам высших водорослей, без больших изменений сохранившихся до наших дней. Первые признаки существования наземных растений (главным образом, обрывки кутикулы и споры) мы находим на хронологическом уровне около четырехсот миллионов лет назад. Эти этапы замедленной эволюции сменились в девонском периоде бурным развитием псилофитов, давших начало всем известным сейчас классам высших растений, за исключением цветковых, появившихся много позже, около 130 миллионов лет назад. В девонском периодепрактически одновременно возникли примитивные формы папоротников, плауновидных, членистостебельных и, к концу его — голосеменных. В последующем каменноугольном периодерезко возросло разнообразие как споровых, так и семенных растений. Плауновидные и членистостебельные достигали размеров крупных деревьев. Конец палеозойской и мезозойская эрыпрошли под знаком бурной эволюции голосеменных, среди которых обособились саговниковые, гинкговые, хвойные, гнетовые и многие вымершие группы. К концу мезозойской эры уже главенствовали цветковые растения. Эти эволюционные события формировали общий облик растительности, который в целом приближался к современному. Однако в определенные моменты геологической истории происходило кардинальное преобразование растительности всех континентов. Все эти сложные процессы известны лишь в общих чертах. Движущие силы и механизмы эволюционных преобразований еще остаются во многом неясными.
Дополнительная литература
- Красилов В. А. Палеоэкология наземных растений. Основные принципы и методы. Владивосток, 1972.
- Красилов В. А. Происхождение и ранняя эволюция цветковых растений. М.: Наука, 1989, 264 с.
- Мейен С. В. Основы палеоботаники. М., 1987.
- Мейен С. В. Теоретические проблемы палеоботаники. М., 1990.
Источник
Палеоботаника
(англ. paleobotany), наука, изучающая остатки древних растений. Многие предметы материальной культуры человека — растительного происхождения: пища, топливо, строительный материал, орудия, средства передвижения. Из-за плохой, по сравнению с костью и неорганическими материалами, сохранности значение палеоботанических остатков часто недооценивается, однако кое-где они сохраняются и могут быть изучены. В засушливых или, наоборот, переувлажненных местах сохранность может быть полной. Часто встречается обугленное дерево или зерна. Иногда на обожженной глине сохраняются отпечатки исчезнувших материалов. Данные П. являются важным источником по истории культивации растений (см. Древесный уголь, Отпечатки зерен, Спорово-пыльцевой анализ), могут использоваться для датировки (см. Дендрохронология).
Значения в других словарях
- Палеоботаника — (от Палео. и Ботаника) палеофитология, отрасль ботаники, изучающая Ископаемые растения. Включает разностороннее исследование растений геологического прошлого, классификацию этих растений. Большая советская энциклопедия
- палеоботаника — Пале/о/бота́н/ик/а. Морфемно-орфографический словарь
- палеоботаника — орф. палеоботаника, -и Орфографический словарь Лопатина
- палеоботаника — ПАЛЕОБОТАНИКА — раздел ботаники, изучающий растительный мир прошедших геологических эпох. Объектом исследования П. являются ископаемые остатки растений и следы их существования (отпечатки и др.). Ботаника. Словарь терминов
- ПАЛЕОБОТАНИКА — ПАЛЕОБОТАНИКА, область науки, изучающая ископаемые растения, сохранившиеся благодаря карбонизации, заболачиванию или замораживанию. Некоторые растения сохранились практически нетронутыми в замороженной почве и в ЯНТАРЕ. Научно-технический словарь
- палеоботаника — Наука об ископаемых растениях. Занимается их систематикой, морфологией, палеоэкологией, историей флоры и фитогеографией. Палеоботанические данные имеют большое значение для характеристики климатов и ландшафтов прошлого. Биология. Современная энциклопедия
- палеоботаника — ПАЛЕОБОТАНИКА -и; ж. Раздел палеонтологии, изучающий ископаемые растения. Толковый словарь Кузнецова
- палеоботаника — [см. палео…+ ботаника] – отрасль палеонтологии, занимающаяся изучением ископаемых растений. Большой словарь иностранных слов
- ПАЛЕОБОТАНИКА — ПАЛЕОБОТАНИКА (от палео. и ботаника) — раздел палеонтологии, изучающий ископаемые растения. Большой энциклопедический словарь
- палеоботаника — палеоботаника ж. Раздел палеонтологии, изучающий растения прошедших геологических эпох. Толковый словарь Ефремовой
Источник