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paleobotánica

Una hoja fósil de Betula leopoldae ( abedul ) del Eoceno temprano del estado de Washington, hace aproximadamente 49 millones de años.

La paleobotánica , también escrita como paleobotánica , es la rama de la botánica que se ocupa de la recuperación e identificación de restos de plantas de contextos geológicos , y su uso para la reconstrucción biológica de ambientes pasados ​​( paleogeografía ), y la historia evolutiva de las plantas , con incidencia en la evolución de la vida en general. Un sinónimo es paleofitología . Es un componente de la paleontología y la paleobiología . El prefijo palaeo- o paleo- significa "antiguo, viejo", [1] y se deriva del adjetivo griego παλαιός , palaios . [2] La paleobotánica incluye el estudio de fósiles de plantas terrestres , así como el estudio de fotoautótrofos marinos prehistóricos , como las algas fotosintéticas , las algas marinas o los kelp . Un campo estrechamente relacionado es la palinología , que es el estudio de las esporas y el polen fosilizados y existentes .

La paleobotánica es importante en la reconstrucción de sistemas ecológicos y climáticos antiguos , conocidos como paleoecología y paleoclimatología respectivamente. Es fundamental para el estudio del desarrollo y evolución de las plantas verdes . La paleobotánica es una ciencia histórica muy parecida a su adyacente, la paleontología. Debido a la comprensión que la paleobotánica brinda a los arqueólogos, se ha vuelto importante para el campo de la arqueología en su conjunto. principalmente para el uso de fitolitos en datación relativa y en paleoetnobotánica . [3]

El estudio y la disciplina de la paleobotánica se remontan al siglo XIX. Conocido como el “Padre de la Paleobotánica”, el botánico francés Adolphe-Theodore Brongniart fue una figura suficiente en este surgimiento de la Paleobotánica, conocido por su trabajo sobre la relación entre las plantas vivas y extintas. Este trabajo no sólo hizo avanzar la paleobotánica sino también la comprensión de la Tierra y su longevidad en la actualidad y la materia orgánica que existió a lo largo de la línea de tiempo de la Tierra. La paleobotánica también triunfó en manos del paleontólogo alemán Ernst Friedrich von Schlothiem , y del noble y erudito checo Kaspar Maria von Sternberg . [4] [5]

Ciencias Relacionadas

Paleoecología

Como la paleobotánica es la especificación de la vida vegetal fosilizada y el entorno en el que prosperaron, la paleoecología es el estudio de todos los organismos que alguna vez vivieron y las interacciones mantenidas en los entornos en los que alguna vez existieron, antes de extinguirse . [6]

La paleoecología es un estudio similar al de la paleontología , pero la paleoecología utiliza más metodología de las ciencias biológicas y geológicas [7] que desde un punto de vista antropológico como lo hacen los paleontólogos.

Paleopalinología

La paleopalinología , más comúnmente conocida como palinología , es la ciencia y el estudio de los palinomorfos antiguos: partículas de tamaño entre 5 y 500 micrómetros. [8] Esto sería una inclusión de polen y esporas y cualquier otra materia microorgánica. La paleopalinología es simplemente paleobotánica a una escala mucho menor, ambas en estrecha asociación entre sí.

Al igual que en la paleobotánica, podemos obtener una gran cantidad de información sobre el medio ambiente y el bioma en el momento en que estas partículas existían prehistóricamente. Estas partículas también ayudan a los geólogos a identificar y fechar los estratos rocosos de las rocas sedimentarias . También se utiliza para encontrar petróleo y gas natural dentro de estas capas de roca para su extracción . [9] Además de descubrir documentación de nuestras condiciones ambientales pasadas, la palinología también puede informarnos sobre las dietas de los animales, la clasificación histórica de las alergias humanas y revelar pruebas en casos de delitos.  

Descripción general del registro paleobotánico.

Los restos macroscópicos de verdaderas plantas vasculares se encuentran por primera vez en el registro fósil durante el Período Silúrico de la era Paleozoica . Algunos fósiles fragmentarios y dispersos de afinidad discutida, principalmente esporas y cutículas , se han encontrado en rocas del Período Ordovícico en Omán , y se cree que derivan de plantas fósiles de hepática o musgo . [10]

Una muestra de mano sin pulir del Rhynie Chert del Devónico Inferior de Escocia

Una importante localidad primitiva de fósiles de plantas terrestres es el pedernal de Rhynie , que se encuentra en las afueras del pueblo de Rhynie en Escocia . El pedernal de Rhynie es un depósito de sinterizado ( fuente termal ) del Devónico temprano compuesto principalmente de sílice . Es excepcional debido a la preservación de varios clados diferentes de plantas, desde musgos y licófitos hasta formas más inusuales y problemáticas. Muchos animales fósiles, incluidos artrópodos y arácnidos , también se encuentran en el pedernal de Rhynie, y ofrece una ventana única a la historia de la vida terrestre temprana.

Los macrofósiles de origen vegetal se vuelven abundantes a finales del Devónico , incluidos troncos, hojas y raíces de árboles . Alguna vez se pensó que el árbol más antiguo era Archaeopteris , que tiene hojas simples, parecidas a helechos , dispuestas en espiral sobre ramas encima de un tronco similar a una conífera , [11] aunque ahora se sabe que es el recientemente descubierto Wattieza . [12]

Los depósitos de pantanos de carbón extendidos en América del Norte y Europa durante el Período Carbonífero contienen una gran cantidad de fósiles que contienen licópodos arborescentes de hasta 30 m 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 aparecieron por primera vez durante el Cretácico Inferior , hace aproximadamente 130 millones de años.

Fósiles de plantas

Un fósil de planta es cualquier parte conservada de una planta que murió hace mucho tiempo. Estos fósiles pueden ser impresiones prehistóricas que tienen muchos millones de años de antigüedad, o trozos de carbón que tienen sólo unos pocos cientos de años. Las plantas prehistóricas son varios grupos de plantas que vivieron antes de la historia registrada (antes del 3500 a. C. aproximadamente ).

Preservación de fósiles de plantas.

Ginkgoites huttonii , Jurásico Medio, Yorkshire, Reino Unido. Hojas conservadas como compresiones. Ejemplar en el Museo Paleontológico de Munich, Alemania.

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 preservación pueden resumirse en un contexto paleobotánico de la siguiente manera.

  1. Adpresiones (compresiones – impresiones). Estos son el tipo de fósil de plantas más común. Proporcionan buenos detalles morfológicos, especialmente de partes dorsiventrales (aplanadas) de la planta, como las hojas. Si se conserva la cutícula, también pueden proporcionar finos detalles anatómicos de la epidermis. Normalmente se conservan pocos detalles más de la anatomía celular.
    Rhynia , Rhynie Chert del Devónico Inferior, Escocia, Reino Unido. Sección transversal de un tallo conservado como petrificación de sílice, que muestra la preservación de la estructura celular.
  2. Petrificaciones (permineralizaciones o fósiles anatómicamente conservados). Estos proporcionan detalles finos de la anatomía celular del tejido vegetal. Los detalles morfológicos también pueden determinarse mediante cortes en serie, pero esto requiere mucho tiempo y es difícil.
  3. Moldes y vaciados. Estos sólo tienden a conservar las partes más robustas de la planta, como las semillas o los 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 estos 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 en la cavidad central del tallo. Los ejemplos más conocidos de moldes de médula se encuentran en las Sphenophyta ( Calamites ) y cordaites ( Artisia ) del Carbonífero.
    Crossotheca hughesiana Kidston, Pensilvania media, Coseley, cerca de Dudley, Reino Unido. Órgano polínico liginoptéridaleo conservado como mineralización autigénica (mineralizado in situ ). Ejemplar en el Museo Sedgwick, Cambridge, Reino Unido.
  4. Mineralizaciones autigénicas. Estos pueden proporcionar detalles morfológicos tridimensionales muy finos y han demostrado ser especialmente importantes en el estudio de estructuras reproductivas que pueden verse gravemente distorsionadas en las adpresiones. Sin embargo, como se forman en nódulos minerales, estos fósiles rara vez pueden ser de gran tamaño.
  5. Fusaín . El fuego normalmente destruye el tejido vegetal, pero a veces los restos carbonizados pueden conservar finos detalles morfológicos que se pierden con 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 largas distancias y, por lo tanto, pueden proporcionar evidencia de vegetación alejada 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. Los pocos ejemplos de fósiles de plantas que parecen ser restos de plantas enteras están en realidad incompletos, ya que el tejido celular interno y los finos detalles micromorfológicos normalmente se pierden durante la fosilización. Los restos de plantas se pueden conservar de diversas formas, cada una de las cuales revela características diferentes de la planta madre original. [13]

Debido a esto, los paleobotánicos suelen asignar diferentes nombres taxonómicos a diferentes partes de la planta en diferentes modos de conservación. Por ejemplo, en los esfenófitos subarborescentes del Paleozoico , una impresión de una hoja podría asignarse al género Annularia , una compresión de un cono asignada a Palaeostachya y el tallo asignado a Calamites o Arthroxylon dependiendo de si se conserva como un molde o una petrificación. Es posible que todos estos fósiles se hayan originado en la misma planta madre, pero cada uno de ellos recibe su propio nombre taxonómico. Este enfoque para nombrar los fósiles de plantas se originó con el trabajo de Adolphe-Théodore Brongniart . [14]

Durante muchos años, los paleobotánicos aceptaron este método para nombrar los fósiles de plantas, pero no lo formalizaron en las Reglas Internacionales de Nomenclatura Botánica . [15] 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 . [16] Estas primeras disposiciones permitieron que los fósiles que representaban partes particulares de plantas en un estado particular de conservación se colocaran en géneros de órganos. Además, se reconoció un pequeño subconjunto de géneros de órganos, que se conocerán como géneros de formas, basándose en los taxones artificiales introducidos por Brongniart principalmente para los fósiles de follaje. Los conceptos y regulaciones que rodean los géneros de órganos y formas se modificaron dentro de sucesivos códigos de nomenclatura, lo que refleja la incapacidad de la comunidad paleobotánica para ponerse de acuerdo sobre cómo debería funcionar este aspecto de la nomenclatura taxonómica de plantas (una historia revisada por Cleal y Thomas en 2020 [17 ] ). El uso de géneros de órganos y fósiles fue abandonado con el Código de San Luis y reemplazado por "morfotaxa". [18]

La situación en el Código de Viena de 2005 era que cualquier taxón vegetal cuyo tipo sea fósil, excepto las diatomeas , puede describirse como un morfotaxón , una parte particular de una planta conservada de una manera particular. [19] Aunque el nombre siempre se fija en el espécimen tipo, la circunscripción (es decir, el rango de especímenes que pueden incluirse dentro del taxón) la define el taxónomo que utiliza el nombre. Tal cambio en la circunscripción podría resultar en una expansión de la gama de partes de plantas o estados de conservación que podrían incorporarse 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 nombrado para estas cúpulas. Si los paleobotánicos confiaran en que el tipo del género fósil del óvulo y del género fósil de la cúpula podrían incluirse en el mismo género, entonces los dos nombres competirían por ser el correcto para el género recién modificado. En general, habría competencia de prioridad siempre que se descubriera que partes de una planta a las que se les habían dado nombres diferentes pertenecían a la misma especie. Parecía que los morfotaxa no ofrecían ninguna ventaja real a los paleobotánicos sobre los taxones fósiles normales y el concepto fue abandonado con el congreso botánico de 2011 y el Código Internacional de Nomenclatura para algas, hongos y plantas de 2012 .

Grupos fósiles de plantas.

Eje licópodo (rama) del Devónico medio de Wisconsin .
Stigmaria , una raíz de árbol fósil común. Carbonífero superior del noreste de Ohio .
Molde externo de Lepidodendron del Carbonífero Superior de Ohio .

Algunas plantas han permanecido casi sin cambios a lo largo de la escala de tiempo geológico de la Tierra. Las colas de caballo habían evolucionado en el Devónico tardío, [20] los primeros helechos habían evolucionado en el Misisipi y las coníferas en el Pensilvania . Algunas plantas de la prehistoria son las mismas que hoy en día y, por tanto, son fósiles vivientes , como el Ginkgo biloba y la Sciadopitys verticillata . Otras plantas han cambiado radicalmente o se han extinguido.

Ejemplos de plantas prehistóricas son:

Paleobotánicos notables

Ver también

Referencias

  1. ^ Stearn, Peso (2004). Latín botánico (4ª (p / b) ed.). Portland, Oregón: Timber Press. pag. 460.ISBN _ 978-0-7153-1643-6.
  2. ^ Liddell, Henry George y Scott, Robert (1940). "παλαιός". Un léxico griego-inglés . Oxford: Prensa de Clarendon . Consultado el 16 de julio de 2019 .
  3. ^ Cabanes, D. (2020). Análisis de fitolitos en paleoecología y arqueología. En Contribuciones interdisciplinarias a la arqueología (págs. 255-288) doi: 10.1007/978-3-030-42622-4_11
  4. ^ "Brongniart, Adolphe-Théodore". www.enciclopedia.com . Encyclopedia.com: diccionario en línea GRATUITO . Consultado el 22 de febrero de 2017 .
  5. ^ 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.
  6. ^ "Paleoecología". Atlas digital de la vida antigua . Consultado el 13 de noviembre de 2023 .
  7. ^ "Paleoecología | Encyclopedia.com". www.enciclopedia.com . Consultado el 13 de noviembre de 2023 .
  8. ^ Traverse, Alfred (2008). Paleopalinología . Temas de geobiología (2. ed., impreso con corr ed.). Dordrecht: Springer. ISBN 978-1-4020-5609-3.
  9. ^ "Palinología". Paleobotánica + Palinología . Consultado el 13 de noviembre de 2023 .
  10. ^ Wellman, Charles H.; Osterloff, Peter L. & Mohiuddin, Uzma (2003), "Fragmentos de las primeras plantas terrestres" (PDF) , Nature , 425 (6955): 282–285, Bibcode :2003Natur.425..282W, doi :10.1038/nature01884 , PMID  13679913, S2CID  4383813
  11. ^ Meyer-Berthaud, Brigitte; Scheckler, SE y Wendt, J. (1999), " Archaeopteris es el árbol moderno más antiguo", Nature , 398 (6729): 700–701, Bibcode :1999Natur.398..700M, doi :10.1038/19516, S2CID  4419663
  12. ^ Speer, Brian R. (10 de junio de 1995), El período Devónico , consultado el 12 de mayo de 2012
  13. ^ Darrah, William C. (1936). "El método Peel en Paleobotánica". Folletos del Museo Botánico, Universidad de Harvard . 4 (5): 69–83. ISSN  0006-8098.
  14. ^ Brongniart (1822)
  15. ^ Briquet, J. (1906), Règles internationales de la nomenclature botanique adoptées par le Congrès International de Botanique de Vienne 1905 , Jena: Fischer, OCLC  153969885
  16. ^ Lanjouw y col. 1952
  17. ^ Cleal y Thomas 2010
  18. ^ Greuter y col. 2000
  19. ^ McNeill 2006
  20. ^ Elgorriaga, A.; Escapa, IH; Rothwell, GW; Tomescu, AMF; Cúneo, NR (2018). "Origen de Equisetum: evolución de las colas de caballo (Equisetales) dentro del clado principal de eufilofitos Sphenopsida". Revista americana de botánica . 105 (8): 1286-1303. doi : 10.1002/ajb2.1125 . PMID  30025163.
  21. ^ "Edward Berry". www.nasonline.org . Consultado el 7 de enero de 2024 .
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  24. ^ "Bibliotecas y herbarios de la Universidad de Harvard". kiki.huh.harvard.edu . Consultado el 7 de enero de 2024 .
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  27. ^ Bacigalupo, Nélida M.; Guaglianone, E. Rosa (1999). «Ana María Ragonese (1928-1999)». Darwiniano . 37 (3/4): 351. ISSN  0011-6793. JSTOR  23223919.

Otras lecturas

enlaces externos

Wikisource tiene el texto del artículo " Paleobotánica " de la Encyclopædia Britannica de 1911 .