Czasy świetności dinozaurów

Transkrypt

1 Dzieje Ŝycia 6. Czasy świetności dinozaurów Jerzy Dzik Instytut Paleobiologii PAN Instytut Zoologii UW 2018

2 Alvin (1971) SAWANNA ery dinozaurów Weichselia Matoniaceae kreda 140 Ma w Europie środkowej i północnej wczesna kreda kontynentalna weald Ma Miller et al. (2005) mezozoik bez monsunów wewnątrz kontynentów mało opadów (analogia Kalahari); rosa istotnym źródłem wody dominowały iglaste o drobnych igłach kondensujących rosę weald purbeck jednak wczesne kwiatowe bagienne Matonia dziś

3 LOTOS owadopylny relikt Gandolfo & Cuneo (2005) bez płatków! Scandianthus Saxifragaceae Nelumbo kreda 70 Ma lepki pyłek z trzema porami pierwotny dla zaawansowanych kwiatowych pojawił się w środkowej kredzie 100 Ma wraz z przodkiem lotosu Nelumbo Caryanthus Juglandaceae Normapolles pyłek trójbruzdowy Friis (1983) Nelumbo lotos Nelumbonaceae ewolucja pyłku powiązana z owadopylnością

4 OKWIAT BARWNY niehomologiczny róŝy Leefructus kreda 125 Ma Sun et al. (2011) Friis et al. (2018) petala sepala Paisia kreda 125 Ma pyłek trój-wieloporowy sepala zamiast płatków tepala tepala Helleborus tepala symetria niestabilna tepala Clematis Ranunculacea ale pierwotny stan okwiatu nieznany

5 LILIE WODNE okwiat wabiący z pylników Doyle et al. (1990) permanentne tetrady Illiciaceae Winteraceae Nymphaeaceae Pluricarpellatia formacja Crato Brazylia kreda 115 Ma Cabombaceae Friis et al. (2011) tetrada Walkeripollis kreda 120 Ma pyłek jednoporowy płatki są zmienionymi pylnikami okwiat pierwotnie niepozorny linia rozwojowa dawniejsza od jednoliściennych staminodia Nymphaea grzybień Nymphaeaceae istnieją dwuliścienne o kwiatach jak jednoliścienne

6 TRÓJKROTNOŚĆ pierwotnych kwiatów kokornak Aristolochia Aristolochiaceae PIPERALES Zavada (2009) Retimonocolpites kreda 120 Ma kopytnik Asarum Aristolochiaceae jednobruzdowy pyłek i trójkrotne kwiaty typowe dla jednoliściennych i pierwotnych dwuliściennych Halbritter (2015) łączeń Butomus Butomaceae MONOCOTYLEDONES Saruma Aristolochiaceae rozwojowe podłoŝe symetrii uniwersalne

7 SYMETRIA morfogeneza kwiatu jodła Abies spiralne liczne zawiązki na wypukłym wierzchołku w układzie spiralnym nieliczne na małym dają układ radialny pięcio- lub trójkrotny symetrię sześcio- i czterokrotną daje upakowanie na płaszczyźnie dlatego kwiaty takie są rzadkie sepala stamina cykliczne petala stamina wabienie owadów chyba pierwotne dla kwiatowych carpellae trojeść Asclepias Endress (1994)

8 CO ZAPYLAŁO wczesnokredowe kwiaty Ascololepidopterix Micropterigidae jura 165 Ma Zhang et al. (2013) Micropterix dziś puste przejaw zaawansowania? imago pierwotnych motyli je pyłek ma Md; larwy jedzą detrytus ale puste łuski od początku jury okazały okwiat pierwotny czy wtórny? łuski motyli jura 195 Ma Van Eldijk et al. (2018)

9 Dilcher & Crane (1984) Archaeoanthus MAGNOLIE kreda 90 Ma najpierwotniejsze kwiatowe? Magnolia Liriodendron Magnoliaceae tepala spiralny układ wszystkich elementów kwiatu Butomus zapylane przez chrząszcze okwiat świetlisty, nie barwny ale najstarsze kwiaty niepozorne Archaeoanthus

10 WCZESNE KWIATOWE wtórna redukcja okwiatu? Amborella Amborellaceae Amborella, Illicium, Ceratophyllum pierwszymi odgałęzieniami drzewa molekularnego Chloranthus od wczesnej kredy rozpoznawalny po zrośniętych pylnikach mają drobny okwiat Chloranthus Chloranthaceae anyŝ gwiaździsty Illicium Illiciaceae niektóre z najdawniejszych okwiatu w ogóle nie miały

11 POCZĄTKI kwiatowych owocolistki Archaeofructus jeziorna formacja Yixian, Chiny wczesna kreda 125 Ma pylniki Archaefructus bez okwiatu choć obupłciowy i spiralny podzielone liście wskazują, Ŝe to roślina wodna początkowo zielne lub krzewy Sun & Dilcher (2002) być moŝe powstały w środowisku wodnym (jednowierzchołkowe) (wielowierzchołkowe)

12 Friis et al. (2011) FLORY mezozoiku im głębiej w kredę, tym mniej kwiatowych a więcej miłorzębów i sagowców Teixeira (1954) in Friis et al. (2011) to one były pierwotne w suchych środowiskach kontynentalnych Donlesia Kansas kreda 100 Ma Dilcher & Wang (2009) rogatek Ceratophyllum dziś owoc liście owocolistki sagowców i pylniki bennetytów podobne do kwiatowych Montsechites Portugalia kreda 130 Ma

13 POCHODZENIE kwiatowych carpellum ovula komora pyłkowa stamen kompilacja rozproszonych pierwotnych cech nasiona na krawędzi zwiniętego liścia zrośniętego krawędziami owocolistki, pylniki i liście wabiące owady pierwotnie spiralnie rozmieszczone mikrosporangium makrosporangium to sugeruje związek z sagowcami sporofile

14 SAGOWCE relikty ery dinozaurów Palaeocycas trias 210 Ma Beania jura 160 Ma wielowiciowe plemniki w mezozoicznej ewolucji upraszczanie owocolistka liście zarodniowe obu płci tworzą łuski szyszek Archaeocycas perm 280 Ma Cycas dziś u pokrewnych form bywały kwiaty obupłciowe

15 BENNETYTY drzewa ery dinozaurów Cycadeoidea kreda 130 Ma pokrój podobny do sagowców ale zachowały pierzasty układ zarodni w pylnikach owocolistki skrajnie uproszczone niektóre obupłciowe Wielandiella jura 210 Ma Weltrichia trias 210 Ma drzewa suchych środowisk stowarzyszone z zielnymi Gnetales

16 KREDOWE analogi traw i skrzypów Ephedra dziś Yang et al. (2005) Ephedra kreda 135 Ma mezozoiczne Gnetales łudząco podobne do turzyc przetrwały dzięki toksyczności Friis et al. (2009) Aegianthus jura 160 Ma Buercospermum kreda 125 Ma dziś reliktowe w skrajnych środowiskach Krassilov & Bagdaeva (1988) Eoantha kreda 135 Ma Krassilov (1986)

17 ANALOGIA sięga zapłodnienia Gnetum Sanmiguelia trias 230 Ma zapładniany dodatkowy embrion odŝywia embrion właściwy ale nie ma poliploidalnego endospermu (bielma) siewki nasiono Dilcher et al. (2005) Priscowelwitschia kreda 112 Ma Welwitschia dziś nie jedyne relikty z ery mezozoicznej w dzisiejszej florze

18 MIŁORZĘBY relikty ery dinozaurów Ginkgo jura 150 Ma pojedyncze nasiona jura 160 Ma Karkenia jura 195 Ma krótkopędy Czekanowskia jura 150 Ma ogonki liściowe pierwotnie pęki nasion na szypułce wielowiciowe plemniki; zapylenie na drzewie, zapłodnienie na ziemi Yimaia jura 160 Ma Kerpia perm 260 Ma liczne nasiona ekologicznie stowarzyszone z sagowcami Trichopitys perm 265 Ma

19 LASY mezozoiku Cheirolepidiaceae Ginkgoales wyŝsze iglaste Cycadales Bennetitales morze paprocie Ephedrales kwiatowe Friis et al. (2011) przy braku strefowości klimatu słaba cyrkulacja atmosferyczna generalnie suche wnętrza kontynentów w początkach kredy klimat był być moŝe chłodniejszy

20 Dzik (1990) WCZESNOKREDOWE zlodowacenie? Ma Miller et al. (2005) weald chłodne obszary borealne, ciepły ocean Tetydy we wczesnej kredzie i późnej jurze strefowość klimatyczna i prowincjalizm biogeograficzny purbeck wzrost rozmiarów Valanginites=Saynoceras borealna kreda 140 Ma pochodzenie tetydzkie utrudniona korelacja wiekowa nawet wewnątrz prowincji

21 Lulworth Cove, Dorset Gault POCZĄTEK kredy Weald berias? riazań? Durlston Bay Purbeck w Europie niealpejskiej pod wealdem słodkowodny purbeck z morską wkładką na morskich wapieniach portlandu Purbeck Marble globalna regresja morska i migracje wyznaczają początek kredy

22 Khimchiaschvili (1990) juv. GRANICA kredy z jurą Frau et al. (2016) Strambergella jacobi pojawienie miało wyznaczać początek kredy (berriasu) najpierw rozpoznana w Rogoźniku ale w Pieninach luka globalna regresja pochodzenie kredowych amonitów nieznane korelacja wiekowa końca jury trudna nawet wewnątrz prowincji amonity berriasu z Rogoźnika

23 JURA końcowa Tetyda Rosja chłodne obszary borealne, ciepły ocean Tetydy we wczesnej kredzie i późnej jurze strefowość klimatyczna i prowincjalizm biogeograficzny wczesny wołg VIrgatitidae portland w Europie warunki sprzyjające sedymentacji laminowanych wapieni Dzik (1994)

24 SOLNHOFEN analogia Ediacara wapienie kokkolitowe z matami mikrobialnymi powstały w epoce wysokiego poziomu wód środowisko zatrute siarkowodorem zapewne laguna z wrzutami wody oceanicznej śmiertelna runda Mesolimulus Solnhofen 145 Ma do laguny wpadały i zwierzęta lądowe Solemya

25 ARCHAEOPTERYX praptak jurajski Longrich (2006) szkielet podobny jak u dinozaurów Archaeopteryx Solnhofen 145 Ma beztlenowe środowisko sprzyja fosfatyzacji

26 ARCHAEOPTERYX mechanizm fosylizacji kości pierwotnie fosforanowe luminescencja fosforanów Archaeopteryx Solnhofen 145 Ma keratyna, chityna podłoŝem fosfatyzacji na powierzchni maty mikrobialnej Rauhut (2014) aerodynamika wymusza początkową czteroskrzydłość Manning et al. (2013)

27 TETRAPTERYX odnaleziony Archaeopteryx jura 145 Ma Microraptor kreda 125 Ma; nazywany dinozaurem mimo piór! Hu et al. (2009) * środek cięŝkości i powierzchni nośnej Li et al. (2012) tylne skrzydła Anchiornis jura 155 Ma początkowo powierzchnia nośna niezbędna na tylnych kończynach dopiero rozwój umięśnienia skrzydeł przesunął środek cięŝkości do przodu hipotetyczny Tetrapteryx Beebe (1915) uwęglenie częste w warunkach jeziornych: Jehol (Yixian) i Karatau

28 POCHODZENIE piór kolumny komórek stosina histogeneza pióra pióra z martwych skeratynizowanych komórek naskórka brodawki skórnej ale jurajski Praeornis miał płaskie Dzik et al. (2010) hipotetyczna łuska pozycja ewolucyjna Praeornis ptasie pióro pióro? Praeornis Karatau, Kazachstan jura 160 Ma

29 JURAJSKIE JEZIORO Karatau Zinaida Gorizdro-Kulczycka ( ) zapoczątkowała badania fauny Karatau kotlina Kaszarata w górach Wielki Karatau, Kazachstan osady późnojurajskiego jeziora, znane od lat 20' XX w. środowisko osadu zatrute siarkowodorem zabezpieczyło szczątki

30 NADZWYCZAJNE zachowanie skamieniałości urobek jednego przedpołudnia laminowana skała z rocznymi warstewkami czarne na wiosnę, białe kaŝdego lata przed 150 mln lat fauna miejscowa to wyłącznie pelagiczne ryby cienkołuskie