В палеонтологии , A папоротник шип является возникновением необычно высокого споровым обилия папоротников в окаменелостях , как правило , непосредственно (в геологическом смысле) после того, как событие экстинкции . Считается, что шипы представляют собой значительное временное увеличение количества папоротников по сравнению с другими наземными растениями после исчезновения или прореживания последних. Fern шипы тесно связаны с меловой-палеогеновой экстинкцией случае , [1] [2]хотя они были найдены и в других точках пространства и времени , например , как в триасе - юрский границы. [3] [4] За пределами летописи окаменелостей шипы папоротников наблюдались в ответ на местные события вымирания, такие как извержение вулкана Сент-Хеленс в 1980 году . [5]
Причины [ править ]
Вымирание исторически было вызвано массивными нарушениями окружающей среды , такими как удары метеоритов. Извержения вулканов также могут уничтожить местные экосистемы из-за пирокластических потоков и оползней , оставляя 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 обладают множеством характеристик, которые предрасполагают их к росту в этих условиях.
Характеристики спор [ править ]
Растения обычно размножаются спорами или семенами, а это значит, что именно они будут прорастать после стихийного бедствия. Но споры имеют преимущества перед семенами в условиях окружающей среды, созданных стихийным бедствием. Обычно их выращивают в большем количестве, чем семян, и они меньше по размеру, что способствует распространению ветром . [6] Хотя многие разносимые ветром пыльцы семенных растений меньше и рассредоточены дальше, чем споры, [7] пыльца не может прорасти в растение и должна попасть в восприимчивый цветок. Некоторым семенным растениям также требуется, чтобы животные рассеяли семена, которых может не хватить после стихийного бедствия. Эти характеристики позволяют папоротникам быстро заселять территорию своими спорами.
Споры папоротника требуют света для прорастания. [8] После серьезных нарушений, которые уничтожают или сокращают жизнь растений, земля будет получать достаточно солнечного света, который может способствовать прорастанию спор. Споры некоторых видов содержат хлорофилл , который ускоряет прорастание и может способствовать быстрой колонизации чистой почвы. [9]
Экологическая устойчивость [ править ]
После извержения Эль-Чичона было замечено , что папоротник Pityrogramma calomelanos регенерирует из корневищ, погребенных пеплом, хотя листья растений были уничтожены. [6] Корневища выдерживали воздействие тепла и серы из вулканического вещества. Их выживание предполагает устойчивость папоротников к суровым условиям окружающей среды, вызванным определенными видами бедствий, а регенерация корневища могла быть фактором восстановления папоротника после других событий.
Экология [ править ]
Колосья папоротника следуют схеме экологической сукцессии . В прошлом и в наши дни папоротники считались первопроходцами . [5] В конце концов, их численность на участке уменьшается по мере того, как начинают расти другие растения, такие как голосеменные . [2]
Доступность спор [ править ]
Колосья папоротника не может появиться без папоротников, уже существующих в этом районе, поэтому колючки возникают в основном в регионах, где папоротники уже являются важной частью экосистемы. Во время вымирания мелового и палеогенового периода колос папоротника произошел в районе Новой Зеландии, где папоротники составляли 25% от численности растений до исчезновения. После мероприятия обилие папоротников увеличилось до 90%. [2]
Обнаружение [ править ]
Колосья доисторических папоротников можно обнаружить, взяв образцы донных отложений. Источники включают отложения, которые накапливались в озере с момента интересующего события, и осадочные породы, такие как песчаник. [5] Поскольку осадок накапливается с течением времени и, таким образом, демонстрирует суперпозицию , слои можно назначать определенным временам. 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 обилие папоротника уменьшится, отсюда и термин «шип», описывающий образец.
Колосья современных папоротников можно просто наблюдать напрямую, и это позволяет наблюдать факторы, способствующие образованию колючек, которые иначе невозможно обнаружить, например, корневища, сохраняющиеся в золе. [6]
Значение [ править ]
Поскольку шипы папоротников обычно совпадают с определенными бедствиями, такими как удары метеоритов и извержения вулканов, их присутствие в летописи окаменелостей может указывать на эти события. Считается, что шип папоротника поддерживает падение метеорита как причину триасово-юрского вымирания , подобное тому, которое позже вызвало вымирание в конце мелового периода. [3]
Известные события [ править ]
Колос папоротника последовал за колосом гриба после пермско-триасового вымирания (252 млн лет назад). Наблюдается в Австралии. [10]
После триасово-юрского вымирания (201,3 млн лет) количество папоротников резко увеличилось, а семенных растений стало мало. Спайк был обнаружен в восточной части Северной Америки и Европы. [3] [11]
Очень широко распространенный колос папоротника возник после мелово-палеогенового вымирания (66 млн лет назад). [2] Всплеск наблюдался преимущественно в Северной Америке, и только один случай наблюдался за пределами континента в Японии. [1]
Колючки папоротников сегодня часто наблюдаются после извержений вулканов. В районах, затронутых извержениями вулкана Сент-Хеленс (извержение вулкана Сент-Хеленс в 1980 г. | 18 мая 1980 г.) и Эль-Чичон (март-апрель 1982 г.), наблюдалась такая картина. [5] [6]
См. Также [ править ]
- Экологическая преемственность
- Событие вымирания
- Папоротник
- Палеоэкология
Ссылки [ править ]
- ^ а б Шульц, PH; Д'Хонд, С. (1996). «Угол удара мел-третичный период (Чиксулуб) и его последствия». Геология . 24 (11): 963–967. Bibcode : 1996Geo .... 24..963S . DOI : 10.1130 / 0091-7613 (1996) 024 <0963: CTCIAA> 2.3.CO; 2 .
- ^ a b c d Vajda, V .; Рейн, JI; Холлис, CJ (2001). «Индикация глобального обезлесения на границе мелового и третичного периодов новозеландским колосом папоротника». Наука . 294 (5547): 1700–1702. Bibcode : 2001Sci ... 294.1700V . DOI : 10.1126 / science.1064706 . PMID 11721051 .
- ^ а б в Фауэлл, SJ; Олсен, ЧП (1993). «График триасово-юрского круговорота микрофлоры в восточной части Северной Америки». Тектонофизика . 222 (3–4): 361–369. Bibcode : 1993Tectp.222..361F . DOI : 10.1016 / 0040-1951 (93) 90359-R .
- ^ Olsen, ЧП; Кент, Д.В.; Сьюз, HD; и другие. (2002). «Восхождение динозавров связано с иридиевой аномалией на границе триаса и юры» . Наука . 296 (5571): 1305–1307. Bibcode : 2002Sci ... 296.1305O . DOI : 10.1126 / science.1065522 . PMID 12016313 .
- ^ a b c d Адамс, Джонатан (2009). Видовое богатство: закономерности в разнообразии жизни . Науки об окружающей среде. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. п. 125. ISBN 9783540742784.
- ^ a b c d e Спайсер, Роберт А.; Burnham, Robyn J .; Грант, Пол; Гликен, Гарри (1985). "Pityrogramma calomelanos, основной колонизатор после извержения вулкана Чичонал, штат Чьяпас, Мексика" . Американский папоротниковый журнал . 75 (1): 1–5. DOI : 10.2307 / 1546571 . JSTOR 1546571 .
- ^ Рейнор, Гилберт S .; Огден, Юджин С .; Хейс, Джанет В. (июль 1976 г.). «Распространение спор папоротников в лесу и в лесу». Родора . 78 (815): 473–487. JSTOR 23311224 .
- ^ Гант, 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 .
- ^ Ллойд, Роберт М .; Клековски, Эдвард Дж. (1970). «Прорастание спор и жизнеспособность Pteridophyta: эволюционное значение спор хлорофиллов». Biotropica . 2 (2): 129–137. DOI : 10.2307 / 2989770 . JSTOR 2989770 .
- ^ Реталлак, ГДж (январь 1995). «Пермско-триасовый жизненный кризис на суше». Наука . Американская ассоциация развития науки. 267 (5194): 77–80. Bibcode : 1995Sci ... 267 ... 77R . DOI : 10.1126 / science.267.5194.77 . JSTOR 2886044 . PMID 17840061 .
- ^ Фальковски, PG; Rosenthal, Y .; Richoz, S .; Röhling, H.-G .; Petschick, R .; Fiebig, J .; Pross, J .; Heunisch, C .; Пюттманн, В. (август 2009 г.). «Цветочные изменения на границе триаса и юры, связанные с паводковым базальтовым вулканизмом». Природа Геонауки . 2 (8): 589–594. CiteSeerX 10.1.1.730.9425 . DOI : 10.1038 / ngeo577 . ISSN 1752-0908 .
