Cretaceous Angiosperms: Evolutionary, Geographical and Palaeoclimatic Aspects (On the S. V. Meyen’s Scientific Legacy)

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The additional arguments regarding Cretaceous evolution of angiosperms are provided which further develop the evolutionary ideas of S.V. Meyen. The quantity, diversity and geographical distribution of angiosperms, which first appeared at the beginning of the Cretaceous (in Berriasian), had been increasing significantly starting from the end of the Albian. This could be due to the fact that for the first time in the Cretaceous history of the Earth, a hot and humid equatorial belt appeared in the Albian and acted as a “generator of suprageneric taxa” of higher plants. The speed of the angiosperm macroevolution had increased dramatically due to the development of this belt, while the fluctuations in the Late Cretaceous climate “launched the equatorial pump at full capacity.” The anatomy of the Triassic bennettitalean microsporangium Leguminanthus indicates that this group of gymnosperms possessed a morphological structure, which could have led to the formation of a closed (with closed margins) seed organ similar to the carpel of angiosperms, probably by means of a large evolutionarily significant saltation – gamoheterotopic transformation of female bennettite fruitifications to the anatomy of male ones. The presence of wide and probably flattened petioles and rachis in the Triassic bennettitalean Pterophyllum leaves confirms indirectly the validity of the assumption that angiosperm leaves could have evolved from those of bennettitaleans by means of phyllodization (flattening and enlargement of the leaf petiole).

全文:

受限制的访问

作者简介

A. Herman

Geological Instituteof the RAS

编辑信件的主要联系方式.
Email: alexeiherman@gmail.com
俄罗斯联邦, Moscow

参考

  1. Вахрамеев В.А. Развитие флор в средней части мелового периода и древние покрытосеменные // Палеонтол. журн. 1981. № 2. С. 3–14.
  2. Вахрамеев В.А. Юрские и меловые флоры и климаты Земли. М.: Наука, 1988. 214 с. (Труды Геол. ин-та АН СССР. Вып. 430).
  3. Вахрамеев В.А., Котова И.З. Древние покрытосеменные и сопутствующие им растения из нижнемеловых отложений Забайкалья // Палеонтол. журн. 1977. № 4. С. 101–108.
  4. Герман А.Б. Альбская–палеоценовая флора Северной Пацифики. М.: ГЕОС, 2011. 280 с. (Тр. ГИН РАН. Вып. 592).
  5. Герман А.Б., Щепетов С.В. Позднеальбская–раннетуронская гребенкинская флора Северной Пацифики: систематический состав, возраст, распространение // Стратиграфия. Геол. корреляция. 2023. Т. 31. № 3. С. 56–83.
  6. Емельянов А.Ф. Эволюция наземной биоты в свете биогеографии // Русский орнитологический журн. 2015. Т. 24. Экспресс-выпуск 1192. С. 3387–3414.
  7. Еськов К.Ю. Удивительная палеонтология: история Земли и жизни на ней. М.: ЭНАС, 2008. 312 с.
  8. Жерихин В.В. Развитие и смена меловых и кайнозойских фаунистических комплексов (трахейные и хелицеровые). М.: Наука,1978. 198 с.
  9. Завьялова Н.Е., Теклева М.В. Признаки покрытосеменных у домеловой пыльцы // Ботанич. журн. 2021. Т. 106. № 7. С. 627–657.
  10. Из научного наследия С.В. Мейена (1935–1987): к истории создания основ эволюционной диатропики // Эволюция флор в палеозое: Сборник научных трудов. М.: ГЕОС, 2003. С. 106–135 (Тр. ГИН РАН. Вып. 556).
  11. Красилов В.А. Происхождение и ранняя эволюция цветковых растений. М.: Наука, 1989. 264 с.
  12. Мейен С.В. Гипотеза происхождения покрытосеменных от беннеттитов путем гамогетеротопии (переноса признаков с одного пола на другой) // Журн. общей биологии. 1986. Т. 47. № 3. С. 291–308.
  13. Мейен С.В. География макроэволюции у высших растений // Журн. общей биологии. 1987. Т. 48. № 3. С. 291–309.
  14. Меловой биоценотический кризис и эволюция насекомых. Отв. ред. Пономаренко А.Г. М.: Наука, 1988. 236 с.
  15. Мосейчик Ю.В. География макроэволюции у высших растений: концепция фитоспрединга С.В. Мейена – взгляд 30 лет спустя // Палеоботанический временник. Приложение к журналу “Lethaea rossica”. 2015. Вып. 2. C. 140–145.
  16. Расницын А.П. Фитоспрединг с точки зрения селекциониста // Журн. общей биологии. 1989. Т. 50. № 5. С. 581–583.
  17. Соколов Д.Д., Тимонин А.К. Морфологические и молекулярно-генетические данные о происхождении цветка: на пути к синтезу // Журн. общей биологии. 2007. Т. 68. № 2. С. 83–97.
  18. Чумаков Н.М. Климатическая зональность и климат мелового периода // Климат в эпохи крупных биосферных перестроек. Гл. ред. Семихатов М.А., Чумаков Н.М. М.: Наука, 2004а. С. 105–123 (Тр. ГИН РАН. Вып. 550).
  19. Чумаков Н.М. Динамика и возможные причины климатических изменений в позднем мезозое // Климат в эпохи крупных биосферных перестроек. Гл. ред. Семихатов М.А., Чумаков Н.М. М.: Наука, 2004б. С. 149–157 (Тр. ГИН РАН. Вып. 550).
  20. Чумаков Н.М., Жарков М.А., Герман А.Б., Долуденко М.П., Каландадзе Н.Н., Лебедев Е.Л., Пономаренко А.Г., Раутиан А.С. Климатические пояса в середине мелового периода // Стратиграфия. Геол. корреляция. 1995. Т. 3. № 3. С. 42–63.
  21. Barrett P.M., Willis K.J. Did dinosaurs invent flowers? Dinosaur-angiosperm coevolution revisited // Botanical Rev. 2001. V. 76. P. 411–447.
  22. Buggs R.J.I. The origin of Darwin’s “abominable mystery” // Am.J. Botany. 2021. V. 108. № 1. P. 22–36. https://doi.org/10.1002/ajb2.1592
  23. Coiro M., Doyle J.A., Hilton J. How deep is the conflict between molecular and fossil evidence on the age of angiosperms? // New Phytologist. 2019. V. 223. № 1. P. 83–99. https://doi.org/10.1111/nph.15708
  24. Coiro M., Martinez L.C.A., Upchurch G.R., Doyle J.A. Evidence for an extinct lineage of angiosperms from the Early Cretaceous of Patagonia and implications for the early radiation of flowering plants // New Phytologist. 2020. 17 p. https://doi.org/10.1111/nph.16657
  25. Crane P.R. The morphology and relationships of Bennettitales // Systematic and taxonomic approaches in palaeobotany. Eds. Spicer R.A., Thomas B.A. Systematic Assoc. Spec. Vol. № 31. Oxford: Clarendon Press, 1986. P. 163–175.
  26. Dilcher D.L. Toward a new synthesis: major evolutionary trends in the angiosperm fossil record // PNAS. 2000. V. 97. № 13. P. 7030–7036.
  27. Dilcher D.L., Crane P.R. Archaeanthus: an early angiosperm from the Cenomanian of the Western Interior of North America // Ann. Missouri Botanical Garden. 1984. V. 71. № 2. P. 351–383.
  28. Doyle J.A., Hickey L.J. Pollen and leaves from the mid-Cretaceous Potomac Group and their bearing on early angiosperm evolution // Origin and early evolution of angiosperms. Ed. Beck C.G. N.Y. – London: Columbia University Press, 1976. P. 139–206.
  29. Friedman W.E. The meaning of Darwin’s “abominable mystery”// Am. J. Botany. 2009. V. 96. № 1. P. 5–21. https://doi.org/10.3732/ajb.0800150
  30. Friis E.M., Crane P.R., Pedersen K.R. Early Flowers and Angiosperm Evolution. Cambridge: Cambridge University Press, 2011. 585 p.
  31. Herendeen P.S., Friis E.M., Pedersen K.R., Crane P.R. Palaeobotanical redux: revisiting the age of the angiosperms // Nature Plants. 2017. V. 3. № 17015. https://doi.org/10.1038/nplants.2017.15. www.nature.com/natureplants
  32. Herman A.B. Late Early–Late Cretaceous floras of the North Pacific Region: florogenesis and early angiosperm invasion // Rev. Palaeobot. Palynol. 2002. V. 122. № 1–2. P. 1–11.
  33. Hickey L.J., Doyle J.A. Early Cretaceous fossil evidence for angiosperm evolution // Botanical Rev. 1977. V. 43. P. 3–104.
  34. Ji Q., Li H., Bowe L.M., Liu Y., Taylor D.W. Early Cretaceous Archaefructus eoflora sp. nov. with bisexual flowers from Beipiao, Western Liaoning, China // Acta Geologica Sinica. 2004. V. 78. № 4. P. 883–896.
  35. Krassilov V.A. Early Cretaceous flora of Mongolia // Palaeontographica. 1982. Abt. B. Bd. 181. Lfg. 1–3. S. 1–43.
  36. Krassilov V.A. Angiosperm origins: morphological and ecological aspects. Sophia: Pensoft, 1997. 270 p.
  37. Kräusel R., Schaarschmidt F. Die Keuperflora von Neuewelt bei Basel I.V. Pterophyllen und Taeniopteriden // Schweiz Paläontol. 1966. Abh. 84. S. 1–64.
  38. Meyen S.V. Gamoheterotopy – a probable process in the morphological evolution of higher plants // IOP Newslett. 1984. № 1094. P. 4–5.
  39. Meyen S.V. Origin of angiosperm gynoecium by gamoheterotopy // Botanical J. Linnean Soc. 1988. V. 97. P. 171–178.
  40. Meyen S.V. Geography of macroevolution in higher plants // Sov. Sci. Rev. G. Geol. 1992. V. 1. P. 39–70.
  41. Pott Ch., Launis A. Taeniopteris novomundensis sp. nov.– “cycadophyte” foliage from the Carnian of Switzerland and Svalbard reconsidered: How to use Taeniopteris? // N. Jb. Geol. Paläont. Abh. 275/1. 2015. S. 19–31.
  42. Sun G., Ji Q., Dilcher D.L., Zheng S., Nixon K.C., Wang X. Archaeofructaceae, a new basal angiosperm family // Science. 2002. V. 296. № 5569. P. 899–904.
  43. Sun G., Zheng S.-L., Dilcher D.L., Wang Y.-D., Mei S.-W. Early angiosperms and their associated plants from western Liaoning, China. Shanghai: Shanghai Scientific and Technological Education Publishing House, 2001. 227 p.
  44. Taylor T.N., Taylor E.L., Krings M. Paleobotany. The biology and evolution of fossil plants. 2-d ed. Amsterdam: Elsevier, 2009. 1230 p.
  45. Wang Xin, Fu Qiang. Taiyuanostachya: an abominable angiosperm from the Early Permian of China // J. Biotechnol. Biomedicine. 2023. V. 6. Iss. 3. P. 371–379.
  46. Willis K.J., McElwain J.C. The evolution of plants. Oxford: Oxford University Press, 2002. 378 p.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Phylogeny of higher plants and geographical assignment of their main phylogenetic lineages (according to Meyen, 1987, with modifications)

下载 (677KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Global distribution of the earliest (Aptian and older) locations of covered seeds (based on their fossil pollen finds) plotted on the palaeogeographic map for the Valanginian age (a) and the age range of their finds (horizontal lines) represented on the map (b); the numbers in (a) and (b) denote the same locations (from Willis and McElwain, 2002, with modifications)

下载 (331KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Early Cretaceous (pre-Middle Albian) leaves of covered seeds

下载 (597KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Palaeoclimatic schemes of the mid-Cretaceous, Aptian and Albian ages (according to Chumakov et al., 1995; Chumakov, 2004a, with modifications)

下载 (940KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Schematic of gamogeterotopic formation of the fructification of the fruittification of bennettites; arrows show the transfer of characters (according to Meyen, 1986, with modifications)

下载 (507KB)
索引源数据
7. Fig. 6. (a) Reconstruction of the microsporophyll of Leguminanthus siliquosus (Leuthardt) Kräusel et Schaarschmidt, microsporophyll length 20 to 210 mm, Upper Triassic Lunz Formation, Austria; (b, c) reconstruction of the leaflet of the covered-seeded Archaeanthus linnenbergeri Dilcher et Crane from the Dakota Formation of Kansas, section (c) shows adaxially arranged anatropic seeds (after Crane, 1986; Dilcher, Crane, 1984, with modifications)

下载 (391KB)
索引源数据
8. Table I. Figs. 1-3 - microsporophylls of Leguminanthus siliquosus (Leuthardt) Kräusel et Schaarschmidt; Fig. 4 - co-location of microsporophylls and leaves: 4a - Leguminanthus siliquosus (Leuthardt) Kräusel et Schaarschmidt, 4b - leaf of Pterophyllum sp. (cf. P. jaegeri Brongniart); Figs. 5, 6 - Pterophyllum sp. (cf. P. jaegeri Brongniart); Figs. jaegeri Brongniart): almost whole leaf impression (5) and enlarged part of rachis with impressions of conducting bundles (6); Figs. 7, 8 - Pterophyllum sp. (cf. P. jaegeri Brongniart): fragment of leaf impression (7) and enlarged part of broad petiole with impressions of conducting bundles (8); collection no. 1886l.16 Museum of Natural History, Vienna; Upper Triassic of Lunz, Austria; scale bar length: 1 cm

下载 (2MB)
索引源数据
9. Fig. 7. Schematic of gamogeeterotopic formation of the fruiting coleoptile from fructification of bennettites: head polysperm and closed microsporophyll of Leguminanthus siliquosus type; arrows show the transfer of characters

下载 (204KB)
索引源数据
10. Fig. 8. Normal leaves, phyllodes and transitional forms from the former to the latter on the shoot of Acacia sp. (herbarium of the author)

下载 (294KB)
索引源数据
11. Fig. 9. Scheme of possible formation of a leaf of covered seeds from a leaf of Pterophyllum bennettii by phyllodisation

下载 (257KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».