КАРТОЧКА
ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер 23-24-00105
НазваниеЮрские растения Восточно-Европейской платформы: комплексное изучение морфолого-анатомического строения репродуктивных и генеративных органов для целей систематики
РуководительНосова Наталья Владимировна, Кандидат биологических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ботанический институт им. В.Л. Комарова Российской академии наук, г Санкт-Петербург
| Период выполнения при поддержке РНФ | 2023 г. - 2024 г. |
Конкурс№78 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами».
Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни, 04-102 - Ботаника
Ключевые словаископаемые растения, юра, листья, семена, древесина, морфология, анатомия, эпидермально-кутикулярный анализ, систематика, биостратиграфия, палеофитогеография
Код ГРНТИ38.31.25
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
До сих пор юрские континентальные отложения Восточно-Европейской платформы остаются слабо изученными. Известных местонахождений юрской флоры на этой территории очень мало: Донбасс, Поволжье, Курская и Московская области. Для некоторых местонахождений известны только списки ископаемых растений, для других – определения растений были сделаны лишь по морфологическим признакам. Комплексное изучение растительных остатков с применением новых методик было осуществлено только для находок юрских растений в местонахождениях Михайловский Рудник около Железногорска (Курская область) и Пески в Московской области. Таким образом, любое новое местонахождение юрской флоры на Восточно-Европейской платформе имеет важнейшее значение для решения вопросов систематики мезозойских растений, филогении, биостратиграфии и палеофитогеографии данного региона.
В 2019 году в ходе работ экспедиции, организованной сотрудниками Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, в карьере Стойленского горно-обогатительного комбината (в дальнейшем – Стойленский карьер) в Белгородской области были впервые обнаружены и собраны макроостатки ископаемых растений. Отложения с сохранившимися в них корнями древних растений были описаны как девонские палеопочвы (Alekseeva et al., 2021). Из углистых слоев, залегающих выше этих слоев с корневыми системами, были собраны фрагменты древесин, а также многочисленные образцы, представленные скоплением фитолейм. Предварительная обработка этого материала показала, что растительные остатки имеют характерные признаки мезозойских растений. В этом году сотрудниками ВСЕГЕИ (Санкт-Петербург) был сделан спорово-пыльцевой анализ образцов как из углистых, так и выше и ниже лежащих отложений. В результате этого анализа выявлено присутствие в исследуемых отложениях типичных юрских таксонов, детальное изучение которых позволило датировать слои с остатками ископаемых растений как бат – нижний келловей.
Главное направление предлагаемых нами исследований составляет изучение на современном методическом уровне морфологии, анатомии, эпидермально-кутикулярного строения и систематики макроостатков растений из Стойленского карьера.
Для изучения ископаемых растений будет использован комплексный подход, сочетающий как традиционные, так и новые методы: макроморфологическое, морфолого-анатомическое и микроструктурное изучение ископаемых растений, эпидермально-кутикулярный анализ, установление прижизненных связей дисперсных частей растений, световая, сканирующая электронная и конфокальная лазерная сканирующая микроскопия, а также цифровые методы фотографирования и изготовления рисунков. Планируемое изучение анатомического и эпидермального строения растительных остатков позволит провести детальное сравнение с юрскими растениями из других местонахождений. Исследования будут направлены также на выявление соответствий между мужскими и женскими генеративными органами и вегетативными органами на основе сходства эпидермально-кутикулярных характеристик с целью реконструкции облика целого растения. На основе полученных данных будет производиться оценка морфолого-анатомического разнообразия внутри исследуемых групп. Впервые будет определен систематический состав юрской флоры Стойленского карьера. Сравнение этой флоры с ископаемыми флорами соседних регионов позволит сделать палеофитогеографические выводы, а также провести детализацию местных стратиграфических схем и их корреляцию с континентальными отложениями соседних регионов.
Открытие Стойленского местонахождения юрской флоры имеет важнейшее значение. Предлагаемое исследование будет существенно новым, поскольку до сих пор данные о юрской флоре Белгородской области практически не известны научной общественности. Планируемое исследование существенно дополнит данные о юрской растительности Восточно-Европейской платформы и позволит решить ряд вопросов биостратиграфии, уточнения возраста отложений и палеофитогеографии данного региона.
Ожидаемые результаты
Собранные в Стойленском карьере Белгородской области растительные остатки представлены многочисленными фитолеймами листьев, ветками, фрагментами генеративных структур и лигнифицированых или углефицированных древесин. Пробная мацерация материала выявила хорошую сохранность кутикул.
Впервые будет изучено морфологическое и эпидермально-кутикулярное строение листьев, анатомическое строение древесин и вегетативных и генеративных органов юрских растений из Белгородской области. Будет установлена их таксономическая принадлежность и проведено сравнение с близкими таксонами. Возможно, будут описаны новые для науки таксоны. Полученные результаты позволят выявить основной систематический состав флоры и сравнить ее с одновозрастными флорами Восточно-Европейской платформы. Результаты проведённых исследований имеют научно-практическую ценность для разработки систематики юрских растений и филогении отдельных групп, а также для установления ареалов их распространения.
Планируемое исследование существенно дополнит данные о юрской растительности Восточно-Европейской платформы и позволит провести детализацию местных и региональных стратиграфических схем, их корреляцию с континентальными отложениями соседних регионов и уточнить возраст вмещающих отложений.
Будет опубликовано и/или подготовлено к печати в ведущих рецензируемых отечественных и международных журналах не менее 3 статей.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Аннотация результатов, полученных в 2023 году
В 2021 и 2022 годах в Стойленском карьере Белгородской области нами были собраны многочисленные ископаемые растительные остатки, представленные фитолеймами листьев, ветками, фрагментами генеративных структур и лигнифицированых или углефицированных древесин. По диноцистам и споро-пыльцевым комплексам возраст отложений с растительными остатками определен как бат–ранний келловей.
Получены первые данные о таксономическом составе среднеюрской флоры Стойленского карьера. На основе исследования морфологического и эпидермально-кутикулярного строения листьев в ее составе определены представители папоротников, користоспермовых, гинкговых, саговниковых, беннетиттовых и хвойных. К сожалению, большая часть листьев из Стойленского карьера сохранилась в виде фрагментов, что затрудняет определение их таксономической принадлежности, особенно папоротников и саговников, имеющих тонкую кутикулу. Однако кутикулы большинства голосеменных растений хорошо сохранились, что позволило детально изучить эпидермально-кутикулярное строение листьев.
Папоротники представлены небольшими фрагментами стерильных перышек Cladophlebis sp. и Dictyophyllum sp.
Находки Corystospermales немногочисленны. Выделено два типа листьев Pachypteris. Первый тип по морфологии и эпидермальному строению сходен с листьями, описанными ранее из бата Михайловского карьера Курской области как Pachypteris rutenica Gordenko, 2007. Листья второго типа имеют широкую жилку и удлиненно овальные сегменты с неразличимым жилкованием. По морфологическим и эпидермальным признакам они сходны с Pachypteris major (Raciborski) Reymanowna из средней юры Польши.
Ископаемые листья Cycadales имеют очень тонкую кутикулу, которая часто разрушается при мацерации. Только для нескольких фрагментов листьев с сохранившейся кутикулой и нескольких дисперсных кутикул была установлена их принадлежность к саговниковым. На основе преимущественно эпидермальных признаков определены листья Ctenis sp. Еще один представитель саговниковых характеризуется отличными от Ctenis эпидермальными признаками, но из-за плохой сохранности трудно установить его родовую принадлежность.
Порядок Bennettitales представлен двумя видами Pterophyllum и одним видом Ptilophyllum. Листья одного из видов Pterophyllum имеют своеобразное эпидермальное строение, на основе чего планируется выделение нового вида. Второй вид Pterophyllum и Ptilophyllum представлены лишь небольшими фрагментами кутикул, что затрудняет определение их видовой принадлежности.
Фрагменты листьев Czekanowskia (Leptostrobales) были обнаружены только в одной из шести изученных точек карьера. По своей морфологии и особенностям эпидермиса они сходны с Czekanowskia europea Kiritchkova et Samylina из средней юры Белоруссии.
В одном из образцов из Стойленского карьера были обнаружены фрагменты кутикулы листьев Pseudotorellia. По эпидермальным признакам эти листья сравнимы с листьями P. yimaensis Dong et al. из среднеюрских отложений Центрального Китая.
В большинстве образцов из Стойленского карьера доминируют остатки узких линейных, реже дихотомирующих фрагментов листьев Ginkgoales. Ширина сегментов варьирует от 0,5 до 4 мм. Жилкование не различимо в узких сегментах, но хорошо просматривается в широких сегментах. По морфологии и эпидермальным признакам эти листья сходные с Sphenobaiera angrenica (Samylina) Nosova из среднеюрской ангренской свиты Узбекистана.
В ассоциации с листьями S. angrenica были обнаружены немногочисленные фрагменты репродуктивных структур, похожих на воротничковые структуры Ginkgo biloba.
Многочисленные листья хвойных были найдены во всех изученных образцах из Стойленского карьера. Среди них доминируют остатки Mirovia. На основе изучения морфологии и эпидермальных признаков листьев выделен новый вид Mirovia oskolica Nosova (Nosova, Lyubarova, 2023, https://doi.org/10.1016/j.revpalbo.2023.104949). Кроме того, обнаружены листья сходные с типовыми листьями Mirovia eximia (Gordenko) Nosova, описанными ранее из средней юры Михайловского карьера как Oswaldheeria eximia Gordenko.
Кроме листьев Mirovia в отложениях найдены линейные фрагменты листьев с одной жилкой и двумя устьичными полосами. По морфологическим и эпидермальным признакам они сходны с Podocarpophyllum kazachstanicum Nosova et Kiritchkova, первоначально описанным из нижнеюрских отложений Мангышлака (Казахстан).
В некоторых образцах обнаружены многочисленные фрагменты линейных листьев с острой верхушкой и двумя устьичными полосами, хорошо заметными на немацерированных листьях. Эти листья ýже, чем Podocarpophyllum kazachstanicum. Они определены как Pityophyllum sp., так как их эпидермальные признаки не удалось изучить.
Найден один фрагмент листа Podozamites sp. с параллельными жилками и характерным для этого рода эпидермальным строением.
Несколько ланцетовидных листьев с поперечно ориентированными устьицами в устьичных полосах определены как Elatocladus sp.1. К этому же роду (Elatocladus sp.2) отнесены и линейные фрагменты листьев с двумя устьичными полосами и продольно ориентированными устьицами, заметно отличающимися по форме замыкающих и побочных клеток от устьичных комплексов Podocarpophyllum kazachstanicum.
Кроме остатков листьев и воротничковых структур в результате объемной мацерации в образцах из Стойленского карьера были обнаружены многочисленные семена, фрагменты веток и древесин.
В результате изучения анатомического строения древесин были определены следующие представители семейства Podocarpaceae: Circoporoxylon sp. и Phyllocladoxylon (?) sp.
В результате объемной мацерации образцов были обнаружены сетчатые коконы Dictyothylakos sp. Помимо сетчатых коконов, мы обнаружили многочисленные коконы Pilothylakos sp., состоящие из переплетённых, но несоединённых нитей. Эти коконы интерпретируются как коконы представителей Euclitellata (Annelida).
Публикации
1. Носова Н.В., Любарова А.П. First data on coniferous leaves from the Middle Jurassic of the Belgorod Region, Russia Review of Palaeobotany and Palynology, V. 317, 104949 (год публикации - 2023) https://doi.org/10.1016/j.revpalbo.2023.104949