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江西省地质博物馆
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安徽省地质博物馆在三叠纪盾籽类植物角质层研究方面取得新进展

发表时间:2021-01-15
        近日,安徽省地质博物馆何学智助理研究员与来自中国科学院南京地质古生物研究所、中国科学院植物研究所、中国石油新疆油田分公司实验检测研究院、以及来自英国的合作者组成的合作团队,在新疆准噶尔盆地革质叶植物角质层研究方面取得了新进展。通过对革质叶叶片形态和角质层结构的分析和对比,认为新发现的材料为一革质叶新种,并将其命名为克拉玛依革质叶(Scytophyllum karamayense)。相关成果日前在线发表在古植物学领域权威SCI期刊Review of Palaeobotany and Palynology上。
       种子蕨植物门是一类已经灭绝的化石植物,最早出现于晚泥盆世(距今约3.8亿年)。从很多孤立的器官到确认这一新的植物类群经历了百余年历史和很多古植物学家的工作。这种植物兼具种子植物和蕨类植物的特征,而最为重要的一点是这种植物利用种子来繁殖。
 盾籽类植物就是种子蕨植物门中的一个重要的类群,生存于石炭纪至三叠纪(古生代的倒数第二个纪和中生代开始的第一个纪;石炭纪是著名的成煤时期,在紧随其后的二叠纪的末期发生了举世闻名的二叠-三叠纪生物大灭绝事件)。这类植物因其具有具柄的盾状壳斗盘(大孢子叶)和悬垂在壳斗盘边缘的种子构成的雌性生殖器官而得名。
       革质叶是一种只出现于三叠纪的盾籽类植物的叶片化石,是分布于亚欧地区三叠纪革质叶植物群的代表性化石之一。本次在新疆准噶尔盆地三叠纪克拉玛依组地层中发现的保存了角质层的革质叶化石就是一种盾籽类植物的叶片化石。这种植物的叶片为羽状复叶,羽片为披针形,羽片边缘为波状至锯齿状;二级、三级叶脉构成束状侧脉。叶片角质层较厚,双面气孔型,叶片上表面和下表面角质层结构相似,脉和脉间区明显。气孔器为单环式,具有4-7个副卫细胞。上表面角质层气孔指数为3.27,平均气孔密度15个/平方毫米;下表面角质层气孔指数为5.25,平均气孔密度30个/平方毫米。上、下表皮细胞平周壁增厚在角质层上形成乳突;气孔器副卫细胞平周壁增厚形成乳突环绕气孔口。
      本研究厘清了我国三叠纪革质叶(Scytophyllum)、艾羊齿(Aipteris)和拟艾羊齿(Aipteridium)之间的关系,认为艾羊齿为革质叶的晚出同物异名,艾羊齿属下各种均应归入革质叶属;而拟艾羊齿由于其繁殖器官和与革质叶属植物相关联的繁殖器官完全不同,被认为是和盾籽类植物完全不同的植物类型。通过和全球已经报道的26种革质叶进行对比,何学智等认为新疆发现的革质叶是一新种。通过对革质叶角质层特征的分析,结合前人对盾籽类植物生活习性的研究成果以及对新疆准噶尔盆地三叠纪古气候的研究成果,何学智等推断新疆发现的革质叶植物能够适应湿润、干旱、或季节性干旱等多种气候条件,其较厚的角质层和下陷的气孔器结构特征则表明这种植物能够适应水胁迫的生存环境。
       论文相关信息:Xuezhi He, Tianming Shi, Mingli Wan, Shijun Wang, Jason Hilton, Peng Tang, Jun Wang, 2017. Peltaspermalean seed ferns with preserved cuticle from the Upper Triassic Karamay Formation in the Junggar Basin, northwestern China. Review of Palaeobotany and Palynology, 247, 68–82.
 
 
1-2克拉玛依革质叶的模式标本;3-6较完整的上、下角质层
 
 
克拉玛依革质叶上角质层,展示了羽片的中脉、侧脉以及束间脉的形态特征
 
克拉玛依革质叶上角质层结构特征
 
 
克拉玛依革质叶下角质层特征
 
 

克拉玛依革质叶扫描电子显微镜照片,展示了角质层外表面和内表面的结构特征

(来源:安徽省地质博物馆)

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