La paleobotánica , que también se deletrea como paleobotánica , es la rama de la botánica que se ocupa de la recuperación e identificación de restos vegetales de contextos geológicos y su uso para la reconstrucción biológica de ambientes pasados (paleogeografía) y la historia evolutiva de las plantas , con un teniendo en cuenta la evolución de la vida en general. Un sinónimo es paleofitología . Es un componente de la paleontología y paleobiología . El prefijo paleo- significa "antiguo, viejo", [1] y se deriva del griegoadjetivo παλαιός , palaios . [2] La paleobotánica incluye el estudio de fósiles de plantas terrestres , así como el estudio de fotoautótrofos marinos prehistóricos , como algas fotosintéticas , algas marinas o algas marinas . Un campo estrechamente relacionado es la palinología , que es el estudio de esporas y polen fosilizados y existentes .
La paleobotánica es importante en la reconstrucción de los sistemas ecológicos y el clima antiguos , conocidos como paleoecología y paleoclimatología respectivamente; y es fundamental para el estudio del desarrollo y la evolución de las plantas verdes . La paleobotánica también se ha vuelto importante en el campo de la arqueología , principalmente por el uso de fitolitos en la datación relativa y en la paleoetnobotánica .
El surgimiento de la paleobotánica como disciplina científica se puede ver a principios del siglo XIX, especialmente en los trabajos del paleontólogo alemán Ernst Friedrich von Schlotheim , el noble y erudito checo (bohemio) Kaspar Maria von Sternberg y el botánico francés Adolphe-Théodore. Brongniart . [3] [4]
Descripción general del registro paleobotánico
Los restos macroscópicos de plantas vasculares verdaderas se encuentran por primera vez en el registro fósil durante el Período Silúrico de la era Paleozoica . Se han encontrado algunos fósiles fragmentarios dispersos de afinidad disputada, principalmente esporas y cutículas , en rocas del Período Ordovícico en Omán , y se cree que derivan de plantas fósiles de hepática o musgo ( Wellman, Osterloff & Mohiuddin 2003 ).
Una importante localidad de fósiles de plantas terrestres tempranas es Rhynie Chert , que se encuentra en las afueras de la aldea de Rhynie en Escocia . El pedernal de Rhynie es un depósito de sinterización ( fuente termal ) del Devónico temprano compuesto principalmente de sílice . Es excepcional debido a su preservación de varios diferentes clados de plantas, de musgos y lycophytes a formas más inusuales, problemáticos. Muchos animales fósiles, incluidos artrópodos y arácnidos , también se encuentran en Rhynie Chert, y ofrece una ventana única a la historia de la vida terrestre temprana.
Los macrofósiles derivados de plantas se vuelven abundantes en el Devónico tardío e incluyen troncos de árboles , frondas y raíces . Se pensaba que el árbol más antiguo era Archaeopteris , que tiene hojas simples, parecidas a helechos , dispuestas en espiral en ramas sobre un tronco parecido a una conífera ( Meyer-Berthaud, Scheckler & Wendt 1999 ), aunque ahora se sabe que es el Wattieza recientemente descubierto . [5]
Los depósitos de pantanos de carbón generalizados en América del Norte y Europa durante el Período Carbonífero contienen una gran cantidad de fósiles que contienen licópodos arborescentes de hasta 30 metros de altura, abundantes plantas con semillas , como coníferas y helechos , e innumerables plantas herbáceas más pequeñas .
Las angiospermas ( plantas con flores ) evolucionaron durante el Mesozoico , y el polen y las hojas de las plantas con flores aparecen por primera vez durante el Cretácico Inferior , hace aproximadamente 130 millones de años.
Planta fósiles
Un fósil vegetal es cualquier parte preservada de una planta que haya muerto hace mucho tiempo. Estos fósiles pueden ser impresiones prehistóricas que tienen muchos millones de años, o trozos de carbón vegetal que tienen solo unos pocos cientos de años. Las plantas prehistóricas son varios grupos de plantas que vivieron antes de la historia registrada (antes de aproximadamente el 3500 a . C. ).
Preservación de fósiles vegetales
Los fósiles de plantas se pueden conservar de diversas formas, cada una de las cuales puede proporcionar diferentes tipos de información sobre la planta madre original. Estos modos de conservación se discuten en las páginas generales sobre fósiles, pero pueden resumirse en un contexto paleobotánico de la siguiente manera.
- Adpresiones (compresiones - impresiones). Estos son el tipo de fósil vegetal más común. Proporcionan buenos detalles morfológicos, especialmente de las partes dorsiventrales (aplanadas) de la planta, como las hojas. Si se conserva la cutícula, también pueden producir detalles anatómicos finos de la epidermis. Normalmente se conservan pocos otros detalles de la anatomía celular.
- Petrifacciones (permineralizaciones o fósiles conservados anatómicamente). Estos proporcionan detalles finos de la anatomía celular del tejido vegetal. Los detalles morfológicos también se pueden determinar mediante cortes en serie, pero esto requiere mucho tiempo y es difícil.
- Moldes y escayolas. Estos solo tienden a preservar las partes más robustas de la planta, como semillas o tallos leñosos. Pueden proporcionar información sobre la forma tridimensional de la planta y, en el caso de moldes de tocones de árboles, pueden proporcionar evidencia de la densidad de la vegetación original. Sin embargo, rara vez conservan algún detalle morfológico fino o anatomía celular. Un subconjunto de tales fósiles son los moldes de médula , donde el centro de un tallo es hueco o tiene una médula delicada. Después de la muerte, el sedimento ingresa y forma un molde de la cavidad central del tallo. Los ejemplos más conocidos de médula se encuentran en el Carbonífero Sphenophyta ( Calamites ) y cordaites ( Artisia ).
- Mineralizaciones autigénicas. Estos pueden proporcionar detalles morfológicos tridimensionales muy finos y han demostrado ser especialmente importantes en el estudio de las estructuras reproductivas que pueden estar gravemente distorsionadas en las adpresiones. Sin embargo, como se forman en nódulos minerales, estos fósiles rara vez pueden ser de gran tamaño.
- Fusain . El fuego normalmente destruye el tejido vegetal, pero a veces los restos carbonizados pueden preservar los detalles morfológicos finos que se pierden en otros modos de conservación; algunas de las mejores pruebas de flores tempranas se han conservado en fusain. Los fósiles de Fusain son delicados y, a menudo, pequeños, pero debido a su flotabilidad, a menudo pueden desplazarse a largas distancias y, por lo tanto, pueden proporcionar evidencia de vegetación lejos de las áreas de sedimentación.
Taxones fósiles
Los fósiles de plantas casi siempre representan partes desarticuladas de plantas; incluso las plantas herbáceas pequeñas rara vez se conservan enteras. Esos pocos ejemplos de fósiles de plantas que parecen ser los restos de plantas enteras, de hecho, están incompletos, ya que el tejido celular interno y los detalles micromorfológicos finos normalmente se pierden durante la fosilización. Los restos vegetales se pueden conservar de diversas formas, cada una de las cuales revela características diferentes de la planta madre original.
Debido a estas dificultades, los paleobotánicos suelen asignar diferentes nombres taxonómicos a diferentes partes de la planta en diferentes modos de conservación. Por ejemplo, en los Palaeozoic subarborescent esfenofitas , una impresión de una hoja podría ser asignado al género annularia , una compresión de un cono asignado a Palaeostachya , y el vástago asignado a cualquiera de Calamites o Arthroxylon dependiendo de si se conserva como un yeso o una una petrificación. Es posible que todos estos fósiles se hayan originado en la misma planta madre, pero a cada uno se le ha dado su propio nombre taxonómico. Este enfoque para nombrar los fósiles de plantas se originó con el trabajo de Adolphe Brongniart [6] y ha resistido la prueba del tiempo.
Durante muchos años, este enfoque para nombrar los fósiles de plantas fue aceptado por los paleobotánicos, pero no formalizado dentro de las Reglas Internacionales de Nomenclatura Botánica . [7] Finalmente, Thomas (1935) y Jongmans, Halle & Gothan (1935) propusieron un conjunto de disposiciones formales, cuya esencia se introdujo en el Código Internacional de Nomenclatura Botánica de 1952 . [8] Estas primeras disposiciones permitieron que los fósiles que representan partes particulares de plantas en un estado de conservación particular se refieran a órganos-géneros. Además, un pequeño subconjunto de órganos-géneros, que se conocerán como formas-géneros, fueron reconocidos en base a los taxones artificiales introducidos por Brongniart (1822) principalmente para fósiles de follaje. A lo largo de los años, los conceptos y las regulaciones que rodean a los géneros de órganos y formas se modificaron dentro de los sucesivos códigos de nomenclatura, lo que refleja un fracaso de la comunidad paleobotánica para acordar cómo debería funcionar este aspecto de la nomenclatura taxonómica de las plantas (una historia revisada por Cleal & Thomas (2010) ). El uso de géneros de órganos y fósiles se abandonó con el Código de San Luis ( Greuter et al. 2000 ), reemplazado por "morphotaxa".
La situación en el Código de Viena de 2005 [9] era que cualquier taxón vegetal cuyo tipo sea un fósil, excepto las diatomeas , puede describirse como un morfotaxón , una parte particular de una planta conservada de una manera particular. Aunque el nombre siempre se fija al espécimen tipo, la circunscripción (es decir, la gama de especímenes que pueden incluirse dentro del taxón) la define el taxónomo que usa el nombre. Tal cambio en la circunscripción podría resultar en una expansión de la gama de partes de plantas y / o estados de conservación que se pueden incorporar dentro del taxón. Por ejemplo, un género fósil originalmente basado en compresiones de óvulos podría usarse para incluir las cúpulas multiovuladas dentro de las cuales nacieron originalmente los óvulos. Puede surgir una complicación si, en este caso, ya existía un género fósil para estas cúpulas. Si los paleobotánicos estuvieran seguros de que el tipo del género fósil de óvulos y del género fósil de cúpula podrían incluirse en el mismo género, entonces los dos nombres competirían por ser el correcto para el género recién enmendado.
Morphotaxa se introdujo para tratar de superar el problema de los nombres en competencia que representaban diferentes partes de la planta y / o estados de conservación. ¿Qué haría usted si el nombre de la especie de un órgano de polen estuviera precedido por el nombre de la especie del tipo de polen producido por ese órgano de polen? Se argumentó que los paleobotánicos no estarían contentos si los órganos polínicos fueran nombrados usando el nombre taxonómico cuyo tipo de espécimen es un grano de polen. Sin embargo, como lo señalaron Cleal y Thomas (2010) , el riesgo de que el nombre de un grano de polen suplante el nombre de un órgano de polen es muy poco probable. Los paleobotánicos tendrían que estar totalmente seguros de que el espécimen tipo de la especie de polen, que normalmente sería un grano disperso, definitivamente provenía de la misma planta que produjo el órgano polínico. Sabemos por las plantas modernas que especies estrechamente relacionadas pero distintas pueden producir polen prácticamente indistinguible. Parecería que la morfotaxa no ofrece una ventaja real a los paleobotánicos sobre los taxones fósiles normales y el concepto se abandonó con el congreso botánico de 2011 y el Código Internacional de Nomenclatura de 2012 para algas, hongos y plantas .
Grupos fósiles de plantas
Algunas plantas se han mantenido casi sin cambios a lo largo de la escala de tiempo geológico de la Tierra. Las colas de caballo habían evolucionado por el Devónico tardío, [10] los primeros helechos habían evolucionado por el Misisipiano , las coníferas por el Pensilvania . Algunas plantas de la prehistoria son las mismas que existen en la actualidad y, por lo tanto, son fósiles vivientes , como Ginkgo biloba y Sciadopitys verticillata . Otras plantas han cambiado radicalmente o se han extinguido.
Ejemplos de plantas prehistóricas son:
- Araucaria mirabilis
- Archaeopteris
- Calamitas
- Dillhoffia
- Glossopteris
- Hymenaea protera
- Nelumbo aureavallis
- Pachypteris
- Palaeoraphe
- Peltandra primaeva
- Protosalvinia
- Trochodendron nastae
Paleobotánicos notables
- Edward W. Berry (1875-1945), paleoecología y fitogeografía
- William Gilbert Chaloner (1928-2016)
- Isabel Cookson (1893-1973), plantas vasculares tempranas, palinología
- Dianne Edwards (1942–), colonización de la tierra por las primeras flores terrestres
- Thomas Maxwell Harris (1903-1983), Plantas mesozoicas de Jameson Land (Groenlandia) y Yorkshire.
- Robert Kidston (1852-1924), plantas terrestres tempranas, floras Devónico y Carbonífero, y su uso en estratigrafía
- Ethel Ida Sanborn (1883-1952), flora extinta de Oregón y el oeste de los Estados Unidos
- Birbal Sahni (1891-1949), revisión de las plantas de Gondwana de la India
- Dunkinfield Henry Scott (1854-1934), análisis de las estructuras de plantas fósiles
- Constantin von Ettingshausen (1826-1897), floras terciarias
- Kaspar Maria von Sternberg (1761-1838), el "padre de la paleobotánica"
- Franz Unger (1800-1870), pionero en fisiología vegetal, fitotomía y ciencias del suelo
- Jack A. Wolfe (1936-2005), paleoclima terciario del oeste de América del Norte
- Gilbert Arthur Leisman (1924–1996), conocido por su trabajo sobre los licófitos carboníferos del centro de América del Norte.
Ver también
- Criptosporas
- Historia evolutiva de las plantas
- Paleoficología
- Vida prehistórica
- Cronología de la evolución de las plantas
Referencias
- ^ Stearn, WT (2004). Latín botánico (4a (p / b) ed.). Portland, Oregón: Timber Press. pag. 460. ISBN 978-0-7153-1643-6.
- ^ Liddell, Henry George y Scott, Robert (1940). "παλαιός" . Un léxico griego-inglés . Oxford: Clarendon Press . Consultado el 16 de julio de 2019 .
- ^ "Brongniart, Adolphe-Théodore" . www.encyclopedia.com . Encyclopedia.com: diccionario en línea GRATUITO . Consultado el 22 de febrero de 2017 .
- ^ Cleal, Christopher J .; Lázaro, Maureen; Townsend, Annette (2005). "Ilustraciones e ilustradores durante la 'Edad de Oro' de la paleobotánica: 1800-1840". En Bowden, AJ; Burek, CV; Wilding, R. (eds.). Historia de la paleobotánica: ensayos seleccionados . Londres: Sociedad Geológica de Londres. pag. 41 . ISBN 9781862391741.
- ^ Speer, Brian R. (10 de junio de 1995), The Devonian Period , consultado el 12 de mayo de 2012
- ↑ Brongniart (1822)
- ^ Briquet, J. (1906), Règles internationales de la nomenclature botanique adoptées par le Congrès International de Botanique de Vienne 1905 , Jena: Fischer, OCLC 153969885
- ^ Lanjouw y col. 1952
- ^ McNeill 2006
- ^ Elgorriaga, A .; Escapa, IH; Rothwell, GW; Tomescu, AMF; Cúneo, NR (2018). "Origen de Equisetum: Evolución de las colas de caballo (Equisetales) dentro del clado eufilofito principal Sphenopsida" . Revista estadounidense de botánica . 105 (8): 1286–1303. doi : 10.1002 / ajb2.1125 . PMID 30025163 .
Otras lecturas
- Brongniart, A. (1822), "Sur la clasificación y la distribución de fósiles végétaux en general, et sur ceux des terrains de sediment supérieur en particulier", Mém. Mus. Natl. Hist. Nat. , 8 : 203–240, 297–348
- Cleal, CJ y Thomas, BA (2010), "Nomenclatura botánica y fósiles de plantas", Taxon , 59 : 261–268, doi : 10.1002 / tax.591024
- Greuter, W .; McNeill, J .; Barrie, F R .; Burdet, HM; Demoulin, V .; Filgueiras, TS; Nicolson, DH; Silva, PC; Skog, JE; Turland, NJ y Hawksworth, DL (2000), Código internacional de nomenclatura botánica (Código de Saint Louis) , Königstein .: Koeltz Scientific Books, ISBN 978-3-904144-22-3
- Jongmans, WJ; Halle, TG & Gothan, W. (1935), Adiciones propuestas a las Reglas internacionales de nomenclatura botánica adoptadas por el quinto Congreso Botánico Internacional Cambridge1930 , Heerlen, OCLC 700752855
- Lanjouw, J .; Baehni, C .; Merrill, ED; Rickett, HW; Robyns, W .; Sprague, TA y Stafleu, FA (1952), Código Internacional de Nomenclatura Botánica: Adoptado por el Séptimo Congreso Botánico Internacional; Estocolmo, julio de 1950 , Regnum Vegetabile 3, Utrecht: Oficina Internacional de Taxonomía Vegetal de la Asociación Internacional de Taxonomía Vegetal, OCLC 220069027
- McNeill, J .; et al., eds. (2006), Código internacional de nomenclatura botánica (Código de Viena) adoptado por el XVII Congreso Botánico Internacional, Viena, Austria, julio de 2005 (edición electrónica), Viena: Asociación Internacional de Taxonomía Vegetal, archivado desde el original el 6 de octubre de 2012 , consultado 2011-02-20
- Meyer-Berthaud, Brigitte; Scheckler, SE & Wendt, J. (1999), " Archaeopteris is the Early Modern Tree", Nature , 398 (6729): 700–701, Bibcode : 1999Natur.398..700M , doi : 10.1038 / 19516 , S2CID 4419663
- Thomas, HH (1935), "Adiciones propuestas a las Reglas internacionales de nomenclatura botánica sugeridas por los palæobotanists británicos" (PDF) , Journal of Botany , 73 : 111
- Wellman, Charles H .; Osterloff, Peter L. & Mohiuddin, Uzma (2003), "Fragments of the Early Land Plants" (PDF) , Nature , 425 (6955): 282–285, Bibcode : 2003Natur.425..282W , doi : 10.1038 / nature01884 , PMID 13679913 , S2CID 4383813
- Wilson N. Stewart y Gar W. Rothwell. 2010. Paleobotánica y evolución de las plantas , segunda edición. Cambridge University Press, Cambridge, Reino Unido. ISBN 978-0-521-38294-6 .
- Thomas N. Taylor, Edith L. Taylor y Michael Krings. 2008. Paleobotánica: Biología y Evolución de Plantas Fósiles , 2ª edición. Prensa académica (una impresión de Elsevier): Burlington, MA; Nueva York, NY; San Diego, CA, Estados Unidos, Londres, Reino Unido. 1252 páginas. ISBN 978-0-12-373972-8 .
enlaces externos
- Organización Internacional de Paleobotánica
- Botanical Society of America - Sección Paleobotánica Archivado el 21 de octubre de 2019 en la Wayback Machine.
- Grupo de Investigación en Paleobotánica, Universidad de Münster, Alemania
- La biota de los primeros ecosistemas terrestres: The Rhynie Chert, Universidad de Aberdeen, Reino Unido
- Bibliografía de paleobotánica
- El proyecto Sternberg
- PaleoNet - listservs y enlaces relacionados con la paleontología
- Plantas de Jurassic Park Plantas que vivían cuando los dinosaurios deambulaban por la tierra
- Índice internacional de nombres de plantas fósiles (IFPNI): registro mundial de nombres científicos de organismos fósiles
- Enlaces para paleobotánicos