Прототакситы - Википедия - Prototaxites

Прототакситы
Prototaxites honeggeri holotype.jpg
Prototaxites honeggeri голотип
Научная классификация е
Королевство:Грибы
Семья:†Prototaxitaceae
Hueber
Род:†Прототакситы
Доусон 1859
Типовой вид
Prototaxites loganii
Доусон, 1859 г.
Разновидность
  • P. caledonicus (Lang 1926) Шмидт и Тейхмюллер 1954
  • P. clevelandensis Читалей 1992b
  • П. форфаренсис (Кидстон 1897) Пиа
  • П. hicksii (Этеридж 1881) Доусон 1881
  • P. honeggeri Retallack 2019
  • P. loganii Доусон, 1859 г.
  • P. ortoni (Пенхаллоу, 1896 г.)
  • P. psygmophylloides Kräusel & Weyland 1930, бывшее Kräusel & Weyland 1931
  • П. сахарианум (Кьяруги 1934)
  • P. southworthii Арнольд, 1952 г.
  • P. storriei (Парикмахер, 1892 г.)
  • P. taiti (Кидстон и Лэнг, 1921 г.)
Синонимы

Прототакситы /ˌпрoʊтoʊˈтæksɪˌтяz/ род земных ископаемых грибов, датируемых Средний ордовик до позднего Девонский периоды, примерно 470–360 миллион лет назад. Прототакситы образует небольшие и большие конструкции, похожие на стволы, шириной до 1 метра (3 фута) и высотой до 8 метров (26 футов),[1] Он состоит из переплетенных трубок диаметром около 50 микрометров (0,0020 дюйма), что делает его самым крупным наземным организмом своего времени.

Хотя традиционно очень сложно назначить сохранившийся группа организмов, текущее мнение предполагает грибковый размещение для рода.[1] Недавнее открытие того, что вероятно водоросль симбионты сделал бы это лишайник, а не только грибок.[2] Лишайники классифицируются по грибковым, а не по водорослевым компонентам, а по основным трубчатым клеткам Прототакситы больше всего похожи на грибов типа Гломеромикота.[2] При этом его репродуктивные особенности указывают на связь с Тафриномикотина грибы.

Морфология

"Шуннемюнк дерево" P. loganii вершина ветвления
Реконструкция Доусона 1888 г. Прототакситы
Микроструктура Прототакситы под световым микроскопом
P. milwaukeensis из Висконсин
Изображение сферического фикобионта и удлиненного микобионта в растровом электронном микроскопе. P. loganii
Естественный состав большинства индивидуумов Prototaxites honeggeri
Симбионты зеленых водорослей, прикрепленные к генеративным гифам P. honeggeri

Диаметром до 1 м и высотой до 8,8 м, Прототакситы окаменелости - это остатки самого большого организма, обнаруженного за период его существования. Если смотреть издалека, окаменелости имеют форму стволов деревьев, слегка расширяющихся у основания, что предполагает связь с несохраняемыми корнеобразными структурами.[3] Заполненные слепки, которые могут представлять собой пространства, ранее занятые «корнями» Прототакситы распространены в толщах раннего девона.[4] Концентрические кольца роста, иногда содержащие растительный материал,[5] предполагают, что организм спорадически рос за счет добавления внешних слоев. Вероятно, что сохранившиеся «стволы» представляют плодовое тело или «спорофор ", грибка, который питался мицелий, сеть из рассредоточенных нитей ("гифы В микроскопическом масштабе окаменелости состоят из узких трубчатых структур, которые переплетаются друг с другом. Они бывают двух типов: скелетные «трубки», диаметром 20–50 мкм, с толстыми (2–6 мкм) стенками. и не разделены по длине, и генеративный «нити» более тонкие (диаметр 5–10 мкм) и часто разветвляются; они соединяются вместе, образуя матрицу организма. Эти более тонкие волокна разделены, то есть несут внутренние стенки. Эти перегородки перфорированные, т.е. они содержат поры - черта, присутствующая только в современном красные водоросли и грибки.[6]

Сходство этих трубок со структурами раннего растения. Нематоталлус привело к предположению, что последние могут представлять собой листья Прототакситы. К сожалению для этой гипотезы, эти два никогда не были обнаружены в связи, хотя это может быть следствием их отрыва после смерти организмов.[7]

История исследования

Впервые собрана в 1843 г.[8] только 14 лет спустя Джон Уильям Доусон, канадский ученый, изучавший Прототакситы окаменелости, которые он описал как частично сгнившие гигантские хвойные породы, содержащий остатки грибов, которые их разлагали.[5] Эта концепция не оспаривалась до 1872 года, когда конкурирующий ученый Уильям Carruthers высмеивали эту идею. Так был его пыл, что он упрекнул имя Прототакситы (свободно переводится как "первый тис"[9]) и настаивал на том, чтобы имя Нематофик ("тягучая водоросль[10]") быть принятым,[5] шаг категорически против научного соглашения.[11] Доусон дрался упорно отстаивать свою оригинальную интерпретацию до исследования микроструктуры не дало понять, что его позиция была несостоятельна, откуда он сразу же попытался переименовать самого рода (в Нематофитон, «жилистое растение»), с большой страстью отрицая, что когда-либо считал это деревом.[5] Несмотря на эти политические попытки переименовать род, правила ботанической номенклатуры означает, что имя "Прототакситы", каким бы несоответствующим значением оно ни было, остается в употреблении и сегодня.

Несмотря на неопровержимые доказательства того, что этот организм вырос на суше,[12][13] Интерпретация Каррутерса о том, что это был гигантский пехотинец водоросль бросили вызов только один раз, в 1919 году, когда Церковь предположил, что Каррутерс поспешил исключить возможность грибков. Отсутствие каких-либо признаков, диагностирующих какую-либо существующую группу, затрудняло представление твердой гипотезы.[5] Таким образом, окаменелость оставалась загадочной загадкой и предметом споров. Лишь в 2001 году, после 20 лет исследований, Фрэнсис Хьюбер из Вашингтона Национальный музей естественной истории, опубликовала долгожданную статью, в которой попыталась поставить Прототакситы на свое место. В статье на основе морфологии делается вывод, что Прототакситы был грибок.[5]

Эта идея была встречена с недоверием, отрицанием и сильным скептицизмом, но появляются новые доказательства в ее поддержку.[14] В 2007 году изотопный анализ, выполненный командой, в которую входили Хюбер и Кевин Бойс из Чикагский университет[1] пришли к выводу, что Прототакситы был гигантский гриб. Они обнаружили очень изменчивый диапазон значений изотоп углерода соотношения в диапазоне Прототакситы образцы; автотрофы (организмы, такие как растения и водоросли, которые зарабатывают на жизнь фотосинтез ) живущие в то же время используют один и тот же (атмосферный) источник углерода; поскольку организмы одного типа используют один и тот же химический механизм, они отражают этот состав атмосферы с постоянным следом изотопа углерода. Несогласованное соотношение наблюдается в Прототакситы По всей видимости, это показывает, что организм не выжил за счет фотосинтеза, и команда Бойса пришла к выводу, что организм питался целым рядом субстратов, таких как останки любых других организмов, которые находились поблизости.[1] Тем не менее, большой размер организма потребует обширной сети подземных мицелиев, чтобы получить достаточно органического углерода для накопления необходимой биомассы. Корневидные структуры косвенно интерпретируются как Прототакситы ризоморфы и может поддерживать возможность организма транспортировать питательные вещества на большие расстояния для поддержки своего наземного тела.[15]

Другое недавнее исследование показало, что Прототакситы представляет собой свернутый пучок печеночников,[16] но эта интерпретация имеет существенные трудности.[17]

Подобный род, Нематаскетум, также состоит из полосчатых и разветвленных трубок в осевых пучках; это вроде грибок.[18]

Альтернативные взгляды предполагают, что Прототакситы был сосудистое растение внешне как тис (отсюда и общее название), a ламинария -подобные водоросли, или зарегистрированные печеночник коврики с сопутствующими цианобактерии и грибковые трубчатые элементы.[16]

Разновидность

Prototaxites honeggeri самый старый из известных описанных видов Прототакситы, известный из Дарривилиан возраст Дуглас Лейк Член из Ленуарский известняк, в Дуглас Дам, Теннесси[19].

P. honeggeri - небольшой вид с простым прямостоячим стволом и 4-5 булавовидными конечными ветвями, изрезанными поперечными морщинами.P. honeggeri похож на другие виды, но намного меньше, размером с карандаш. Он был лихенизирован небольшими коккоидами, вероятно зелеными водорослями, прикрепленными к генеративным гифам.

Экологический контекст

Этот организм был бы безусловно самым высоким живым существом в свое время; завод Cooksonia достигал всего 1 м, а сам возвышался над «моховыми лесами»; беспозвоночные были единственной другой наземной многоклеточной жизнью. Прототакситы вымерли как кустарники и сосудистый деревья стали известными.[3] Организм мог использовать свою приподнятую платформу для распространения спор или, если Прототакситы действительно образовывали листья, борясь за свет.[3] В Чикагский университет Исследовательская группа реконструировала его в виде безотвальной столбчатой ​​конструкции.[20] Присутствие биомолекул, часто связанных с водорослями, может указывать на то, что организм был покрыт симбиотическими (или паразитическими) водорослями (что, по сути, делает его огромным организмом). лишайник ), или даже что это была сама водоросль.[3][21][22]

Прототакситы мицелия (нити) окаменелости, вторгаясь в ткани сосудистых растений;[5] в свою очередь, есть свидетельства того, что животные населяли Прототакситы: внутри некоторых образцов были обнаружены лабиринты трубок, при этом грибок снова прорастал в пустоты, что наводит на мысль, что вымирание организмов могло быть вызвано такой активностью;[5] тем не менее, доказательства сверления членистоногими в Прототакситы был обнаружен с раннего и позднего девона, что позволяет предположить, что организм выжил в условиях скуки в течение многих миллионов лет.[23] Интересно, что Прототакситы скучен задолго до того, как растения развили структурно эквивалентный древесный стебель, и возможно, что мотыльки перешли на растения, когда они эволюционировали.[23]

Рекомендации

  1. ^ а б c d Boyce, K.C .; Hotton, C.L .; Fogel, M.L .; Cody, G.D .; Hazen, R.M .; Knoll, A.H .; Хюбер, Ф. (Май 2007 г.). «Неоднородность девонского ландшафта, зафиксированная гигантским грибом» (PDF). Геология. 35 (5): 399–402. Bibcode:2007Гео .... 35..399B. Дои:10.1130 / G23384A.1.
  2. ^ а б Retallack G.J. И Лендинг, Э. (2014). "Сходство и архитектура девонских стволов Прототакситы логании ". Микология. 106: 1143–1156. Дои:10.3852/13-390. PMID  24990121.
  3. ^ а б c d Селосс, М.А. (2002). "Прототакситы: Окаменелость гиганта возрастом 400 млн лет, сапрофитный голобазидиомицет или лишайник? ". Микологические исследования. 106 (6): 641–644. Дои:10.1017 / S0953756202226313.
  4. ^ Hillier, R; Эдвардс, D; Моррисси, Л. Б. (2008). «Седиментологические доказательства корневых структур в англо-валлийском бассейне раннего девона (Великобритания) с предположениями об их производителях». Палеогеография, палеоклиматология, палеоэкология. 270 (3–4): 366. Дои:10.1016 / j.palaeo.2008.01.038.
  5. ^ а б c d е ж грамм час Хюбер, Ф. (2001). «Загнивший древесный водоросль-грибок: история и жизнь Прототакситы Доусон 1859 ". Обзор палеоботаники и палинологии. 116 (1): 123–158. Дои:10.1016 / S0034-6667 (01) 00058-6.
  6. ^ Шмид, Рудольф (1976). «Септальные поры в Прототакситы, загадочное девонское растение ". Наука. 191 (4224): 287–288. Bibcode:1976Научный ... 191..287С. Дои:10.1126 / science.191.4224.287. PMID  17832148.
  7. ^ Йонкер, Ф. (1979). "Прототакситы в нижнем девоне ». Palaeontographica B: 39–56.
  8. ^ Ископаемый образец, собранный Чарльз Дарвин друг Джозеф Далтон Хукер, было потеряно 163 года в Британская геологическая служба офисы в Лондоне («Ученые нашли потерянные окаменелости Дарвина в мрачном уголке Британской геологической службы», Christian Science Monitor, 17 января 2012 г.; идентифицируя Хукера как "Джона Хукера").
  9. ^ "Таксинея" (Taxaceae ) представляют собой группу хвойных деревьев, с которой Доусон провел аналогию
  10. ^ Миндаль Миллер, Сэмюэл (1877). Американские палеозойские окаменелости: каталог родов и видов с названиями авторов, датами, местами публикации, группами пород, в которых были найдены, а также этимологией и значением слов, а также введение, посвященное стратиграфической геологии Палеозойские породы. автор. стр.35.
  11. ^ Сьюард А.С. (Альберт Чарльз) (1898 г.), Ископаемые растения: учебник для студентов-ботаников и геологов., University Press; Нью-Йорк: Макмиллан, стр. 192, получено 13 февраля 2016
  12. ^ Сьюард, А. С. (2010). Растительная жизнь сквозь века: геологическая и ботаническая ретроспективная коллекция Кембриджской библиотеки - Наука о Земле. Издательство Кембриджского университета. п. 119. ISBN  9781108016001.
  13. ^ Уильям Доусон, сэр Джон (2016). Геологическая история растений. Библиотека Александрии. ISBN  9781465606853.
  14. ^ Дебра Линдси (2005) Prototaxites Dawson, 1859 или Nematophycus Carruthers, 1872: геологи V. Ботаники в период становления науки палеоботаники. История наук о Земле: 2005, т. 24, No. 1, pp. 35-61.
  15. ^ Хиллиер Р.Д., Эдвардс Д., Моррисси Л. Б. (2008). «Седиментологические доказательства корневых структур в англо-валлийском бассейне раннего девона (Великобритания) с предположениями об их производителях». Палеогеография, палеоклиматология, палеоэкология. 270: 366–380. Дои:10.1016 / j.palaeo.2008.01.038.
  16. ^ а б Грэм, Л. Е., Кук, М. Е., Хэнсон, Д. Т., Пигг, К. Б. и Грэм, Дж. М. (2010). "Структурные, физиологические и стабильные изотопы углерода свидетельства того, что загадочная палеозойская окаменелость Прототакситы формируется из рулонных матов печеночника ". Американский журнал ботаники. 97 (2): 268–275. Дои:10.3732 / ajb.0900322. PMID  21622387.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  17. ^ Taylor, T. N .; Taylor, E.L .; Decombeix, A. -L .; Schwendemann, A .; Serbet, R .; Escapa, I .; Крингс, М. (2010). «Загадочные ископаемые девонские прототакситы - это не свернутый мат из печеночника: комментарий к статье Грэма и др. (AJB 97: 268-275)». Американский журнал ботаники. 97 (7): 1074. Дои:10.3732 / ajb.1000047. PMID  21616859.
  18. ^ Эдвардс, Д .; Акс, Л. (2012). "Доказательства сродства грибков к Нематаскетум, близкий союзник Прототакситы". Ботанический журнал Линнеевского общества. 168 (1): 1–18. Дои:10.1111 / j.1095-8339.2011.01195.x.
  19. ^ Retallack, G.J. (2019). «Ордовикские наземные растения и грибы из Дуглас Дам, Теннесси». Палеоботаник. 68: 1–33.
  20. ^ Доисторический загадочный организм подтвержден как гигантский гриб Пресс-релиз от Чикагский университет, 23 апреля 2007 г.
  21. ^ Никлас, К.Дж. (1976). «Химические исследования некоторых несосудистых палеозойских растений». Бриттония. 28 (1): 113–137. Дои:10.2307/2805564. JSTOR  2805564.
  22. ^ Niklas, K.J .; Пратт, Л. М. (1980). «Доказательства наличия лигнин-подобных компонентов в окаменелостях растений раннего силурия (лландовериан)». Наука. 209 (4454): 396–7. Bibcode:1980Sci ... 209..396N. Дои:10.1126 / science.209.4454.396. PMID  17747811.
  23. ^ а б Лабандейра, К. (2007). «Происхождение травоядных на суше: начальные закономерности потребления растительной ткани членистоногими». Наука о насекомых. 14 (4): 259–275. Дои:10.1111 / j.1744-7917.2007.00152.x.

внешняя ссылка