Epoka węgla kamiennego

Transkrypt

1 Dzieje życia 9. Epoka węgla kamiennego Jerzy Dzik Instytut Paleobiologii PAN Instytut Zoologii UW 2015

2 SCIADOPITYS sens reliktowej anatomii wiosenne pędy Pinus succinifera eocen 40 Ma Wolfe et al. (2009) Dörken & Stützel (2011) igły z dwoma nerwami uważane przez botaników za zrośnięte z dwu skamieniałości sugerują krótkopędy być może źródło bursztynu bałtyckiego Sciadopitys dziś Arctopitys kreda 110 Ma nie igły, lecz szyszki są swoiste dla iglastych Mirovia jura 180 Ma Tritaenia kreda 120 Ma Bose & Manum (1991) Nosova & Kiritchkova (2008)

3 POCHODZENIE szyszki Pseudotsuga Pinaceae dziś Sciadopitys dziś Cunninghamia dziś Pseudotsuga dziś Elatides jura krótkopęd (listek zarodniowy) liść okrywowy (bractea) bractea Voltziopsis trias łuski szyszek sosny to krótkopędy liście okrywowe u nasady łusek w szyszce cedru są one łuskami Pseudovoltzia perm Farjon & Garcia (2003) nasiono krótkopędy "specjalnością" iglastych i miłorzębów zalążki Cunninghamia Cupressaceae dziś pylnik Walchia Lebachiaceae karbon 260 Ma

4 GENEZA anatomii iglastych 310 Ma Rothwell & Mapes (2001) Barthelia karbon 300 Ma dewon 360 Ma iglaste miały początkowo widlaste liście świadectwo pochodzenia przodek z płaskimi nasionami? konsolidacja nasiennych krótkopędów Dicranophyllum karbon 300 Ma

5 IGLASTE geneza sosnowego pyłku sosna Pinus dziś worki powietrzne powstawały i zanikały wielokrotnie wczesne iglaste karbon 300 Ma komora powietrzna w ściance mikrospory; z niej dwa worki nie ma już szwu trójdzielnego gametofit męski początek rozwoju wewnątrz mikrospory ale koniec dopiero na żeńskim gametoficie kordait Florinites karbon 310 Ma to adaptacje do rozsiewania mikrospor Teichertospora dewon 360 Ma Balme (1988)

6 KORDAITY z suchych wyżyn wyniesienia wokół bagien węglowych najpierwotniejsze kwiaty wśród iglastych taśmowate liście paleozoiczna yucca? Rothwell & Warner (1984) Cordaites karbon-perm Ma

7 KARBON lasy deszczowe epok węglowych paprocie drzewiaste kalamity karbon (stefan) Sigillaria paprocie nasienne wielkie drzewiaste widłaki tylko w późnym karbonie karbon (westfal) Synchysidendron rozgałęzienie i owocowanie po zakończeniu wzrostu Lepidophloios Diaphorodendron Anabathra Sigillaria wyścig do światła w skrajnej postaci

8 kora KALAMITY skrzypy drzewiaste drewno wtórne paleozoiczne skrzypy miały liście i w kłosach zarodniowych oraz wtórny przyrost drewna (Arthropitys) bagienne już w karbonie drewno wtórne Archaeocalamites karbon-perm Ma

9 SPHENOPHYLLA skrzypy pnącza Sphenophyllum karbon 310 Ma trójpromienna wiązka przewodząca liście o różnym stopniu rozwoju Sphenophyllum pospolite w śląskim karbonie, Lilpopia w permskiej martwicy karniowickiej Lilpopia perm 280 Ma ulistnione nie gorzej od paproci Kerp (1984)

10 SYGILARIE przodkami poryblina Isoetes poryblin dziś Nathorstiana kreda 135 Ma Pleuromeia trias 140 Ma widłaki drzewiaste paleozoiku analogami nagozalążkowych mezozoiku czy dzisiejszych kwiatowych Sigillaria karbon-perm Ma do dziś jeziorne relikty Stylites Andy

11 LEPIDODENDRONY najwyższe drzewa paleozoiku makrospora kora pni ze szparkami zielona intensywny wzrost; rozgałęzienie i szyszki po osiągnięciu pułapu różnozarodniowe jak widliczki niektóre odżywiały megasporę po wytworzeniu gametofitu i zapłodnieniu (nasiono) Lepidodendron karbon 310 Ma wyścig do światła

12 NASIENNE paprocie bardzo różnorodne od końca dewonu po jurę kształt nasion charakteryzuje wielkie grupy ewolucyjne Neuropteris karbon 310 Ma liście stosowne do środowiska Medullosa perm 280 Ma

13 Gerienne et al. (2004) NASIONA wyzwolenie płci od wody Spermatites Runcaria dewon 380 Ma megaspory Thomasonia nasiona to zarodniki żeńskie, które odżywiane są w zarodni nawet po wydaniu z siebie gametofitu i zapłodnieniu jaja inwestycja wyłącznie w te zarodniki, z których na pewno powstanie sporofit niezależnie w różnych gałęziach ewolucyjnych

14 WIELKIE OWADY wysysające makrospory paleozoiczne Palaeodictyoptera z kłujką analogia pluskwiaków ale pokrewne ważkom i jętkom Dunbaria perm 280 Ma Eugeropteron karbon 315 Ma Wooton & Kukalova-Peck (2000) ze względów inżynierskich pierwsze owady były duże larwa Palaeodictyoptera karbon 310 Ma

15 OGROMNE ważki Meganeuropsis perm 280 Ma Beckemeyer & Hall (2007) Elmo, Kansas; formacja Wellington, perm, Sloan (2007) permska Meganeuropsis 70 cm rozpiętości poprzeczne skrzydła ułatwiają start to pierwsze drapieżne zwierzęta latające Namurotypus karbon 315 Ma Brauckman & Zessin (1989) zmusiły inne owady do skrytego życia i zmiany ułożenia skrzydeł

16 "PAJĄK" z Bajo de Veliz 1 cm gigantyczne karbońskie "pająki" to eurypteridy z powiększonym pierwszym segmentem odwłoka Selden et al. (2005) Megarachne karbon? 300 Ma fauna i flora zimnego klimatu w Bajo de Veliz (Argentyna)

17 GIGANTYCZNE wije Briggs et al. (1979) trop z Arran, Szkocja karbon 310 Ma arthropleury sięgały 2,6 m długości pokrewne Diplopoda i zapewne roślinożerne być może "ucieczka w rozmiary" przed drapieżnikami arthropleurid Microdecemplex dewon 370 Ma węglowe stawonogi większe od kręgowców Arthropleura karbon 310 Ma Wilson & Shear (2000)

18 odnóża manipulacyjne CZWORONOŻNE stawonogi odnóża kroczne Tetli (2007) Whyte (2005) Hibbertopterus karbon 340 Ma Parastylonurus sylur 420 Ma Waterston (1979) późnopaleozoiczne eurypteridy miały tylko dwie pary odnóży krocznych Lamsdell et al. (2009) Drepanopterus dewon 360 Ma ewolucja w stronę słodkowodności i wielkich rozmiarów

19 PIERWSZE lądowe czworonogi Greererpeton karbon 330 Ma wycięcie uszne GAD Paleothyris karbon 300 Ma PŁAZ antrakozaur Brukterpeton karbon 320 Ma hyomandibulare = stapes RYBA Eusthenopteron dewon 360 Ma początki gadów niejasne, bo keratynowe twory skórne i osłonki jaj rzadko kamienieją linia odrębna już w końcu dewonu Tulerpeton mniejsze i zwinniejsze od współczesnych płazów być może brak wycięcia usznego jest wyróżnikiem gadziej linii

20 kontynentalne morskie Utah WĘGIEL KAMIENNY serie pokładów Lubelskie Zagłębie Węglowe bagienne środowisko od obfitych opadów i ograniczenia odpływu Górnośląskie Zagłębie Węglowe sedymentację wzmaga podwyższenie podstawy erozji pokład węgla dlatego pokłady węgla na początku ociepleń cykliczność klimatu typowy amerykański cykl węglowy poziomy morskie

21 MAZON CREEK skamieniałe meduzy konkrecje syderytowe ze śladami miękkich ciał Anthracomedusa Cubomedusae karbon 310 Ma środowiska na pograniczu morskich i bagiennych najstarsze bezdyskusyjne scypho- i hydromeduzy stanowisko bezszkieletowej fauny karbonu Mazon Creek (Illinois)

22 TAJEMNICE Mazon Creek oko? Tullimonstrum karbon 310 Ma w karbonie są bezszkieletowe zwierzęta niepodobne do dzisiejszych być może relikty dawnych faun sporo form o nierozpoznanych pokrewieństwach

23 MORSKI BENTOS Mazon Creek strzykwa Achistrum karbon 310 Ma okresowe morskie wpływy fauny ilastego dna karbonu podobne do dzisiejszych morskie fauny Essex westfalu C wieloszczet Fossumdecima karbon 310 Ma

24 BEAR GULCH uzupełnienie samica samiec Falcatus karbon 320 Ma uwęglenia na powierzchni łupku powstałego w morzu namuru Lund & Grogan (2005) wiele dziwnych ryb różnorodność bezkręgowców porównywalna z Mazon Creek także organizmy morskiego pelagialu

25 OSŁONICE karbońskie? Typhloesus karbon 320 Ma kosz skrzelowy "wątroba" Salpa dziś Euphanerops=Endeiolepis dewon 370 Ma w koszu skrzelowym przypuszczalnej salpy Typhloesus ząbki konodontów promienie płetwowe sugerują związek z bezszczękowcami mającymi kosz skrzelowy kosz skrzelowy sugeruje to powstanie osłonic późne i w pelagialu anaspid Lasanius sylur 430 Ma

26 ZARANIE - węglowej epoki lodowej zdarzenie Hangenberg (glacjalne?) - - transgresja odnowa różnorodności wzrost produktywności i obniżenie różnorodności cykliczność Milankovićia? Drewer Rheinische Schiefergebirge zanik tropikalnego nektonu i czarne iły zwiększenie produktywności redukcja różnorodności Kowala Góry Świętokrzyskie ale granica dewon/karbon na ewolucji jednego gatunku konodontów

27 EUSTATYKA dewonu zapis kopalny niemal wyłącznie z tropików ( biogeografia biogeografów ) szczyt wyrównania klimatu ~370 Ma liczne krótkotrwałe zdarzenia transgresywno-regresywne

28 KONIEC raf stromatoporowych - zawężenie zmienności imigracja nowego gatunku PŁUCKI zawężenie zmienności imigracja nowego gatunku zanik raf i wymiana faun w tropikach czarne wapienie i iły wzrost zmienności redukcja zróżnicowania gatunkowego efekt character displacement przy restytucji różnorodności zdarzenie Kellwasser -- granica fran/famen kres 50 Ma stabilności ekologicznej

29 tabulat masywny stromatopora masywna STROMATOPORY wapienny szkielet gąbek krzemionkowych? astrorhizy bardzo różnorodne od ordowiku główny składnik dewońskich raf reliktowe w famenie laminy stromatopora gałązkowa tabulat gałązkowy marmur chęciński od Australii po Belgię

30 DEWOŃSKIE rafy barierowe Canning Basin, Australia rafy stromatolitowe zdarzenie Kellwasser rafy stromatoporowe największe rafy w historii Ziemi do ich obfitości sięga permokarbońska era niestabilnego klimatu