Научные достижения
Необычная пыльца из ископаемых растений, не найденная в дисперсном виде: факты и гипотезы
Ископаемые растения сохраняются в виде разрозненных частей: листьев, ветвей, цветков, плодов, семян, пыльцы и спор. Самые частые из них – пыльца. По комплексу пыльцы из воздуха можно сказать, что за растительность его дала. В комплексе пыльцы из геологической породы заключена информация о растительности прошлого, которая эту пыльцу произвела. По пыльце можно определить возраст отложений, так как в разные геологические эпохи существовали разные группы и сообщества растений. Также по ней можно установить каким был климат в то или иное время, так как в разных климатических условиях растут различные растения. Для определения современной пыльцы из воздуха ее сравнивают с пыльцой из цветков современных растений. Ископаемую пыльцу из отложений недавнего прошлого тоже сравнивают с представителями современной флоры. Пыльцу из более древних толщ, во время формирования которых росли растения, родственники которых до наших дней не дожили, сравнивают с пыльцой из ископаемых цветков и шишек.
К сожалению, находок ископаемых цветков и шишек с сохранившейся внутри пыльцой очень мало. Палеоботаники знают очень много разной пыльцы, которая принадлежала неизвестным растениям – в наиболее полной базе данных дисперсной пыльцы и спор насчитывается более 25 тысяч видов, а в каталоге находок пыльцевых зерен и спор в макроостатках растений – всего лишь около 400 видов. Тем не менее, «неизвестно чья пыльца» важна для палеонтологов – она появляется на определенных геологических рубежах и исчезает на других, а значит, может быть использована для датировки отложений. Как можно больше узнать о ботанической принадлежности дисперсной пыльцы – важная задача, для решения которой инситную пыльцу (из цветков и шишек) сравнивают с дисперсной (из породы).
В ходе недавнего изучения ископаемых шишек палеоботаники из Палеонтологического института РАН, Института геологии и палеонтологии Вестфальского университета (г. Мюнстер, Германия) и Ботанического института РАН обнаружили пыльцу, которую еще никто и никогда не находил в дисперсном состоянии в геологических породах. Одна такая находка – семенной папоротник из палеозойских отложений Иордании, другая – хвойное из мезозоя Сибири. Пыльцевые зерна были детально изучены с помощью светового и электронных микроскопов, но их сравнение с известными видами дисперсной пыльцы не дало ожидаемого результата – в точности такую же пыльцу не удалось обнаружить ни в одновозрастных породах тех же регионов, ни в более древних или более молодых комплексах всего мира. Таким образом, специалисты столкнулись с совершенно нетипичной ситуацией – пыльца инситная есть, но нет дисперсной!
Можно предложить несколько объяснений этого феномена. Возможно, материнские растения были очень редкими, производили мало пыльцы, их опыляли насекомые, и поэтому много пыльцы им не требовалось. По этим причинам в дисперсном состоянии захоронилось слишком мало пыльцы, чтобы она смогла попасть под микроскоп исследователя. Также, возможно, найденные шишки захоронились еще недоразвитыми, и пыльца в них отличается от зрелой пыльцы, летавшей в воздухе. То есть пыльца этих растений в породах есть, но мы ее не узнаем.
По косвенным признакам можно предположить, что иорданское растение могло быть редким, а вот сибирское – точно встречалось часто. Опыление насекомыми остается чисто теоретическим предположением для иорданского растения – пока нет данных ни за, ни против. Что касается сибирского растения, с одной стороны, на нем была обнаружена чужая пыльца, которую мог занести неспециализированный опылитель, но с другой стороны, его пыльцевые зерна многочисленны и снабжены воздушным мешком – такие обычно переносятся ветром. Предположение о недоразвитости пыльцы было отвергнуто на основании информации об особенностях формирования пыльцы современных растений.
Какова же тогда разгадка? Вероятно, что обнаруженные в шишках пыльцевые зерна все-таки есть в комплексах дисперсной пыльцы, но их трактуют как нетипичные, плохо сохранившиеся, не слишком понятные морфологически, и не приводят в публикациях. Дело в том, что для датировок отложений важны ключевые индекс-таксоны. Обнаруженные же пыльцевые зерна в качестве таких своеобразных часов бесполезны, и ученые их просто не замечают, когда нужно просмотреть многие сотни пылинок в поисках ключевых. То есть, в данном случае, специалисты столкнулись скорее с особенностями метода исследования, чем с неполнотой палеонтологической летописи.
Пыльцевые зерна: слева – из пыльцевого органа лигиноптерисового семенного папоротника; верхняя пермь, Иордания (масштаб – 20 мкм); справа – из шишки хвойного растения Schidolepium gracile; средняя юра, Иркутский бассейн, Россия (масштаб – 10 мкм).
© Н.Е. Завьялова
Публикация:
Zavialova N., Blomenkemper P., Kerp H., Bomfleur B., Nosova N. In search of the correspondence between in situ and dispersed pollen // Review of Palaeobotany and Palynology. 2022. V. 303. P. 104682.
К сожалению, находок ископаемых цветков и шишек с сохранившейся внутри пыльцой очень мало. Палеоботаники знают очень много разной пыльцы, которая принадлежала неизвестным растениям – в наиболее полной базе данных дисперсной пыльцы и спор насчитывается более 25 тысяч видов, а в каталоге находок пыльцевых зерен и спор в макроостатках растений – всего лишь около 400 видов. Тем не менее, «неизвестно чья пыльца» важна для палеонтологов – она появляется на определенных геологических рубежах и исчезает на других, а значит, может быть использована для датировки отложений. Как можно больше узнать о ботанической принадлежности дисперсной пыльцы – важная задача, для решения которой инситную пыльцу (из цветков и шишек) сравнивают с дисперсной (из породы).
В ходе недавнего изучения ископаемых шишек палеоботаники из Палеонтологического института РАН, Института геологии и палеонтологии Вестфальского университета (г. Мюнстер, Германия) и Ботанического института РАН обнаружили пыльцу, которую еще никто и никогда не находил в дисперсном состоянии в геологических породах. Одна такая находка – семенной папоротник из палеозойских отложений Иордании, другая – хвойное из мезозоя Сибири. Пыльцевые зерна были детально изучены с помощью светового и электронных микроскопов, но их сравнение с известными видами дисперсной пыльцы не дало ожидаемого результата – в точности такую же пыльцу не удалось обнаружить ни в одновозрастных породах тех же регионов, ни в более древних или более молодых комплексах всего мира. Таким образом, специалисты столкнулись с совершенно нетипичной ситуацией – пыльца инситная есть, но нет дисперсной!
Можно предложить несколько объяснений этого феномена. Возможно, материнские растения были очень редкими, производили мало пыльцы, их опыляли насекомые, и поэтому много пыльцы им не требовалось. По этим причинам в дисперсном состоянии захоронилось слишком мало пыльцы, чтобы она смогла попасть под микроскоп исследователя. Также, возможно, найденные шишки захоронились еще недоразвитыми, и пыльца в них отличается от зрелой пыльцы, летавшей в воздухе. То есть пыльца этих растений в породах есть, но мы ее не узнаем.
По косвенным признакам можно предположить, что иорданское растение могло быть редким, а вот сибирское – точно встречалось часто. Опыление насекомыми остается чисто теоретическим предположением для иорданского растения – пока нет данных ни за, ни против. Что касается сибирского растения, с одной стороны, на нем была обнаружена чужая пыльца, которую мог занести неспециализированный опылитель, но с другой стороны, его пыльцевые зерна многочисленны и снабжены воздушным мешком – такие обычно переносятся ветром. Предположение о недоразвитости пыльцы было отвергнуто на основании информации об особенностях формирования пыльцы современных растений.
Какова же тогда разгадка? Вероятно, что обнаруженные в шишках пыльцевые зерна все-таки есть в комплексах дисперсной пыльцы, но их трактуют как нетипичные, плохо сохранившиеся, не слишком понятные морфологически, и не приводят в публикациях. Дело в том, что для датировок отложений важны ключевые индекс-таксоны. Обнаруженные же пыльцевые зерна в качестве таких своеобразных часов бесполезны, и ученые их просто не замечают, когда нужно просмотреть многие сотни пылинок в поисках ключевых. То есть, в данном случае, специалисты столкнулись скорее с особенностями метода исследования, чем с неполнотой палеонтологической летописи.
Пыльцевые зерна: слева – из пыльцевого органа лигиноптерисового семенного папоротника; верхняя пермь, Иордания (масштаб – 20 мкм); справа – из шишки хвойного растения Schidolepium gracile; средняя юра, Иркутский бассейн, Россия (масштаб – 10 мкм).
© Н.Е. Завьялова
Публикация:
Zavialova N., Blomenkemper P., Kerp H., Bomfleur B., Nosova N. In search of the correspondence between in situ and dispersed pollen // Review of Palaeobotany and Palynology. 2022. V. 303. P. 104682.