REKLAMA


 

REKLAMA


 

Paproć Cladophlebis bartonecii Raciborski spokrewniona ze współczesnym długoszem królewskim (wg Jarzynka 2016). Paproć Cladophlebis bartonecii Raciborski spokrewniona ze współczesnym długoszem królewskim (wg Jarzynka 2016).

Czym są rośliny? Zgodnie z krótką i prostą definicją podawaną przez słownik PWN to żywe organizmy, które dzięki pochłanianiu światła mają zdolność wytwarzania substancji odżywczych. A jakie mają znaczenie?

 

Jarzynka_Agata

Autorką tekstu jest

dr Agata Jarzynka

Instytut Nauk Geologicznych Polskiej Akademii Nauk – Ośrodek Badawczy w Krakowie
e-mail: Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.  

 

Dr Agata Jarzynka jest paleobotanikiem. W swojej pracy naukowej zajmuje się badaniem roślin mezozoicznych, szczególną uwagę poświęcając florze środkowej jury. Jej praca polega na opisywaniu roślin kopalnych, odtwarzaniu zbiorowisk roślinnych i określaniu warunków wegetacji.

 


 

Gdy zadamy sobie pytanie: „Po co nam rośliny?”, od razu nasunie się nam wiele skojarzeń. Tych bardziej i tych mniej oczywistych. Z pewnością są one podstawowym ogniwem łańcucha pokarmowego, stanowią podstawowe pożywienie organizmów roślinożernych, ale są też istotnym elementem diety organizmów wszystkożernych, w tym człowieka. Mają dla nas duże znaczenie ekonomiczne nie tylko jako paliwo czy pożywienie, odgrywają ważną rolę także jako surowiec dla przemysłu odzieżowego, ponadto wiążą dwutlenek węgla, oczyszczają powietrze. O roślinach wiadomo już prawie wszystko, ale naukowcy nieustannie odkrywają nowe gatunki. W 2015 r. lista gatunków powiększyła się o 2034 nowe rośliny, w 2016 o kolejnych 1730, a w 2017 – o 16. Wśród nowo poznanych gatunków pojawiły się zarówno te użytkowe (pasternak, 11 gatunków manioku, kawa, jeżyna, kapary, imbir, trzcina cukrowa) i zioła (szałwia, goździki), jak i te ozdobne (29 gatunków begonii, róże, storczyki, niecierpki, pierwiosnki) i drzewa (brezylka, palisander). Na wciąż uzupełnianej liście pojawiają się także rośliny o potencjalnym i znaczącym zastosowaniu w medycynie – np. nowe gatunki świerzbca (Mucuna), które dzięki wysokiej zawartości związków L-DOPA mogą zostać istotnym składnikiem leków wykorzystywanych w leczeniu choroby Parkinsona. 

 

Drzewa, krzewy i rośliny zielne tworzą zróżnicowane zbiorowiska, ale łączy je jedno – stanowią stały i w miarę stabilny element naszego otoczenia. Ale jak obraz roślinności wyglądał w przeszłości, i to przeszłości odległej, mierzonej w skali czasu geologicznego? 

 

W późnym trasie i w jurze na Ziemi dominowały obszary lądowe, co tworzyło możliwości dla rozwoju zróżnicowanej i bogatej roślinności, natomiast zachodzące zmiany klimatu drastycznie przekształcały zbiorowiska roślinne. 

 

  • U góry: Zakres zróżnicowania wyższych grup systematycznych mikroflory (spory i ziarna pyłku) w czasie (wg Barbacka i in. 2017, zmodyfikowane).
    Widoczny jest delikatny wzrost udziału mszaków i nieznaczny spadek udziału paproci.
    Na dole:  Kutykula rośliny z rodzaju Pterophyllum należąca do wymarłych w środkowej kredzie benetytów.

 

Kompleksowymi badaniami roślin z okresu triasu i jury (145–237 mln lat) zajmuje się od wielu lat zespół paleobotaników z ośrodków krakowskich. Celem ich badań jest nie tylko opisanie nowych dla nauki gatunków roślin kopalnych, ale także określenie warunków i preferencji siedliskowych, rekonstrukcji środowiska, pełna charakterystyka taksonomiczna roślin oraz rekonstrukcja warunków klimatycznych. Podejmowane są także próby odtworzenia całych ekosystemów i panujących w nich reguł troficznych, czemu służy poznanie interakcji pomiędzy roślinami i różnymi grupami zwierząt (np. owadami, dinozaurami). Źródłem najważniejszych informacji są przede wszystkim odciski roślin zachowane w osadach, chociaż pojawiają się także materiały zachowane w inny sposób, takie jak rozproszone w osadzie kutykule (tzw. cuticulae dispersae), ośródki, spory, ziarna pyłku czy skrzemieniałe lub uwęglone drewno. Dokładna analiza cech makro- i mikromorfologicznych prowadzi do oznaczenia taksonomicznego, a więc do nadania odpowiedniej nazwy gatunkowej i rodzajowej, a określenie tego, z jakimi innymi roślinami dany gatunek występował (tzw. analiza współwystępowania), pozwala na wyznaczenie charakteru zbiorowiska. Pewne szczegóły morfologiczne, takie jak: kształt i grubość liści, ich ułożenie, występowanie na kutykuli dodatkowych struktur (papilli, włosków jedno- i wielokomórkowych oraz specyficznych cech aparatów szparkowych), określają cechy środowiska (suche, wilgotne lub okresowo suche), w którym żyły rośliny. 

 

Kopalna mowa

 

W XIX w. rozpoczęły się w Polsce badania nad roślinnością mezozoiku, które trwają do dziś i co pewien czas przynoszą ciekawe i ważne odkrycia, pokazując także zróżnicowanie zbiorowisk roślinnych, które miało miejsce około 200 mln lat temu. 

 

Prowadzone w Krakowie studia flory triasowej i jurajskiej pozwoliły na opisanie licznych nowych dla nauki gatunków roślin. A jednym z najciekawszych i niezwykle ważnych odkryć ostatnich lat było opisanie nowej rośliny szpilkowej spokrewnionej ze współczesnymi drzewami iglastymi – Patokaea silesiaca (Pacyna et al.), a wraz z nią nowej rodziny – Patokaeaceae. Nazwa, zarówno gatunku jak i rodziny, pochodzi od miejscowości, w której została odnaleziona – Patoki na Górnym Śląsku (jest to nowe dla nauki stanowisko, datowane na noryk – późny trias, ponad 200 mln lat temu – bogate w szczątki roślinne). Co ciekawe i rzadko spotykane, znalezione na tym stanowisku części roślin były nadzwyczaj dobrze zachowane i bardzo liczne. Pozwoliło to odtworzyć całą roślinę, nie tylko na podstawie makroskamieniałości, ale także z wykorzystaniem kutykul poszczególnych organów oraz ziaren pyłku. 

 

W badaniach paleobotanicznych nie jest to częste zjawisko, a dopasowanie poszczególnych części roślin do jednego gatunku potrafi trwać latami. Rekonstrukcja rośliny z Patoki obejmuje zatem ulistnione gałązki w typie Brachyphyllum-Pagiophyllum, żeńskie i męskie organy rozmnażania, w tym szyszki męskie w typie Classostrobus, a także zalążki, nasiona oraz ziarna pyłku w typie Enzonalasporites. To niezwykłe znalezisko stanowi ważny głos w dyskusji nad ewolucją współczesnych linii roślin szpilkowych, gdyż cechy morfologiczne poszczególnych organów znane są z różnych rodzin tych roślin, ale do tej pory nigdy nie zostały znalezione w obrębie jednej rodziny. 

 

Duże znaczenie miało również opisanie nowego gatunku roślin skrzypowych – Neocalamites grojecensis Jarzynka et Pacyna. Do charakterystycznych cech morfologicznych wyróżniających ten gatunek należą nieliczne, ale wyraźne żebra na łodydze, stosunkowo duże i eliptyczne blizny liściowe, liczne liście oraz wiązki przewodzące układające się naprzemianlegle. Najprawdopodobniej gatunek ten jest blisko spokrewniony lub wywodzi się z innego gatunku, występującego powszechnie w osadach triasu i jury – Neocalamites lehmannianus. Nowo opisana roślina została znaleziona w osadach pochodzenia jeziornego, datowanych na środkową jurę (około 167 mln lat), występujących na zachód od Krakowa – w okolicach Grojca. Flora z tego obszaru została scharakteryzowana i opisana w 1894 r. przez prof. Mariana Raciborskiego i jest jedną z najbardziej znanych flor mezozoicznych Polski. Dlaczego to znalezisko ma znaczenie? Bo pokazuje, że klasyczne, dobrze poznane kolekcje, cytowane w literaturze światowej, kryją w sobie jeszcze ciekawe odkrycia i że nawet po wielu latach warto jest im się bliżej przyjrzeć. 

 

Paprocie przywiązanie

 

Wśród stanowisk z materiałami kopalnymi, którymi zajmują się paleobotanicy krakowscy, wyróżnić można dwa typy – stanowiska z licznie zachowaną florą, jak wymieniony powyżej Grojec, Gromadzice, Odrowąż, oraz takie, na których skamieniałości są nieliczne bądź zachowane w sposób utrudniający prace badawcze. Niezależnie od typu materiału, na podstawie wyników taksonomicznych, prowadzone są próby odtworzenia warunków środowiskowych, czasem też klimatycznych. 

 

Dla flory Grojca, na podstawie analizy współwystępowania gatunków, przeprowadzono próbę rekonstrukcji zbiorowisk roślinnych. Wynikiem tych prac było wskazanie składu gatunkowego kilku z nich. W najbardziej korzystnych siedliskach, wzdłuż brzegów rzek i jezior, rosły skrzypowe oraz liczne gatunki paproci rodzin; na obrzeżach moczarów mogły rosnąć paprocie nasienne (grupa obecnie wymarła należąca do roślin nagozalążkowych) z towarzyszącymi im także tu różnorakimi paprociami. Bardziej suche siedliska zajmowały skrzypowe oraz paprocie z rzędu długoszowców. Paprocie drzewiaste i wspomniane długoszowce mogły tworzyć poszycie lasu sagowcowego, z dominującym Ctenis potockii. A obecność specyficznych struktur (włoski wydzielnicze) na kutykulach innej wymarłej w kredzie grupy roślin – benetytów – może wskazywać na ich przywiązanie do siedlisk wilgotnych lub bardzo wilgotnych. Szereg informacji uzyskanych ze składu gatunkowego i budowy morfologicznej daje zatem podstawy do omówienia warunków środowiskowych. 

 

  • Po lewej: Charakterystyczne sinusoidalne ściany komórkowe.
    Po prawej: Jednokomórkowy włosek wydzielniczy i aparaty szparkowe w oświetleniu Nomarskiego.

 

Ciekawym przykładem interpretacji paleoklimatycznych jest wczesnojurajska flora ze Studziannej i wiercenia Huta-OP1 (obrzeżenie Gór Świętokrzyskich). Nie jest ona ani liczna, ani wyjątkowo dobrze zachowana, ale jej opracowanie pozwoliło na wyróżnienie dwóch typów wegetacji. Pierwszy, charakterystyczny dla wiercenia, zdominowany przez paprocie przy dużym udziale miłorzębowych i iglastych świadczy o warunkach wilgotnych i ciepłych; drugi natomiast (Studzianna) charakteryzujący się dużym udziałem nagozalążkowych (zwłaszcza Czekanowskiales) – tzw. elementów syberyjskich, wskazuje na obecność warunków suchszych i zimniejszych. Co zatem z tego wynika? Okazuje się, że we wczesnej jurze nastąpił stosunkowo krótki okres (poniżej 1 mln lat) znacznego ochłodzenia i osuszenia klimatu. 

 

Bardzo interesujące badania dotyczące wymierania roślin na granicy triasu i jury (uznawanego za jedno z 5 najbardziej znaczących kryzysów biotycznych w historii Ziemi) zostały opublikowane w 2017 r. (Barbacka i in. 2017). Wykorzystując w analizach statystycznych dane o 311 taksonach makroflory i 571 mikroflory z 211 stanowisk europejskich określono w nich, że zarówno w składzie flory lądowej Polski, jak i Europy nie doszło do żadnych znaczących zmian w tym okresie. Okazało się także, że to lokalne warunki środowiskowe warunkują podobny skład florystyczny, a nie wymiar czasowy (piętro, w którym występują). 

 

Dawne tajemnice

 

Trwają prace nad ciekawymi znaleziskami z Patoki i Grojca, które pokażą różne interakcje pomiędzy owadami a roślinami – od żerowania po składanie jaj na liściach przez różne grupy owadów, co z pewnością uzupełni znacząco dane o tych zjawiskach. 

 

Jednym z ciekawszych zagadnień, będących przedmiotem opracowania prowadzonego w ramach grantu Narodowego Centrum Nauki (2017/25/B/ST10/01273), jest próba rekonstrukcji ekosystemów wczesnej jury południowej Polski. W oparciu o badania paleobotaniczne (odciski liści, fragmenty roślin, kutykule), palinologiczne (spory i ziarna pyłku), paleozoologiczne (koprolity i tropy dinozaurów), geochemiczne (biomarkery), sedymentologiczne i paleotopograficzne zostaną zrekonstruowane biotopy oraz określona ich rola jako środowisko życia i/lub żerowania kręgowców roślinożernych i drapieżnych, żyjących we wczesnej jurze na obszarze obrzeżenia Gór Świętokrzyskich i okolic Zawiercia, Częstochowy, Lublińca. W tym przypadku dokładne badania kopalnych roślin pozwolą odpowiedzieć na pytanie, jaka jest zależność pomiędzy typem roślinności porastającym dany teren, występowaniem roślinożernych dinozaurów, a tym samym uzyskać informacje o preferencjach pokarmowych i siedliskowych dinozaurów. 

 

Rośliny triasu i jury wciąż skrywają przed badaczami liczne tajemnice. Pewne jest jednak to, że warto poświęcić czas i środki na dalsze ich badania, ponieważ nadal więcej jest niewiadomych niż rzeczy pewnych. Kolejne ciekawe odkrycia są tylko kwestią czasu.

 

tekst i zdjęcia Agata Jarzynka 
okazy: Muzeum Geologiczne Instytutu Nauk Geologicznych PAN

 

 

 

Chcesz wiedzieć więcej?

Barbacka M., Pacyna G., Kocsis A.T., Jarzynka A., Ziaja J., Bodor E. (2017). Changes in terrestrial floras at the TriassicJurassic Boundary in Europe. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 480, 80–93.
Jarzynka A., Pacyna G. (2015). Fossil flora of the Middle Jurassic Grojec clays (southern Poland). Original Raciborski’s material reinvestigated and supplemented. I. Sphenophytes, Acta Palaeobotanica, 55 (2), 149–181.
Kew Royal Botanic Gardens (2017). New plant species discovered in 2016. State of the World’s Plants 2017, 11–15.
Pacyna G., Barbacka M., Zdebska D., Ziaja J., Fijałkowska- -Mader A., Bóka K., Sulej T. (2017). A new conifer from the Upper Triassic of southern Poland linking the advanced voltzialean type of ovuliferous scale with BrachyphyllumPagiophyllum-like leaves. Review of Palaeobotany and Palynology, 245, 28–54.


© Academia nr 4 (56) 2018

 

Oceń artykuł
(1 głosujący)

Tematy

agrofizyka antropologia jedzenia antropologia kultury antropologia społeczna archeologia archeometalurgia architektura Arctowski arteterapia astrofizyka astronomia badania interdyscyplinarne behawioryzm biochemia biologia biologia antaktyki biologia płci biotechnologia roślin borelioza botanika chemia chemia bioorganiczna chemia fizyczna chemia spożywcza cywilizacja demografia edukacja ekologia ekologia morza ekologia ssaków ekonomia energetyka energia odnawialna entomologia ERC 2018 etnolingwistyka etnomuzykologia etyka ewolucja fale grawitacyjne farmakologia filozofia finanse finansowanie nauki fizyka fizyka jądrowa gender genetyka geochemia środowiska geoekologia geofizyka geografia geologia geologia planetarna geoturystyka grafen historia historia idei historia literatury historia nauki historia sztuki humanistyka hydrogeologia hydrologia immunologia informatyka informatyka teoretyczna internet inżynieria inżynieria materiałowa inżynieria żywności język językoznawstwo kardiochirurgia klimatologia kobieta w nauce komentarz komunikacja kooperatyzm kosmologia kryptografia kryptologia kulinaria kultoznawstwo kultura kulturoznawstwo lingwistyka literatura literaturoznawstwo matematyka medycyna migracje mikrobiologia mineralogia mniejszości etniczne mniejszości narodowe modelowanie procesów geologicznych muzykologia mykologia na czasie nauka obywatelska neurobiologia neuropsychologia nowe członkinie PAN 2017 oceanografia ochrona przyrody orientalistyka ornitologia otolaryngologia paleobiologia paleobotanika paleogeografia paleolimnologia paleontologia palinologia parazytologia PIASt politologia polityka społeczna polska na biegunach prawo protonoterapia psychologia psychologia zwierząt punktoza Puszcza Białowieska robotyka rozmowa „Academii” seksualność slawistyka smog socjologia stratygrafia szczepienia sztuka technologia wieś w obiektywie wulkanologia zastosowania zdrowie zoologia zwierzęta źródła energii żywienie

Komentarze

O serwisie

Serwis naukowy prowadzony przez zespół magazynu Academia PAN.Academia Zapraszamy do przysyłania informacji o badaniach, aktualnie realizowanych projektach naukowych oraz imprezach popularyzujących naukę.

 

Dla użytkowników: Regulamin

Pliki cookies

Informujemy, że używamy ciasteczek (plików cookies) w celu gromadzenia danych statystycznych, emisji reklam oraz prawidłowego funkcjonowania niektórych elementów serwisu. Pliki te mogą być umieszczane na Państwa urządzeniach służących do odczytu stron, a korzystając z naszego serwisu wyrażacie Państwo zgodę na używanie cookies, zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki.

Więcej informacji o celu używania i zmianie ustawień ciasteczek w przeglądarce: TUTAJ

Kontakt

  • pisz:

    Redakcja serwisu online
    Academia. Magazyn Polskiej Akademii Nauk
    PKiN, pl. Defilad 1, pok. 2110
    (XXI piętro)
    00-901 Warszawa

  • dzwoń:

    tel./fax (+48 22) 182 66 61 (62)

  • ślij:

    e-mail: academia@pan.pl