Upper Carboniferous seed fern (Pteridospermophyta) pollen organs from Silesia (Poland) and related evolution considerations

• Autorzy: Pacyna G.

Warianty tytułu

PL

Organy pyłkowe paproci nasiennych (Pteridospermophyta) z górnego karbonu Ślaska (Polska) i łączące się z nimi rozważania ewolucyjne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Extinct seed ferns (Pteridospermophyta) fill a key position in the evolutionary tree of seed plants. Their reproductive structures enable to recognition of the interrelationship within seed ferns and other seed plants descending from them. Seed fern reproductive structures from Poland are very rarely found and very poorly known, especially the pollen organs to which this paper is dedicated. A new genus and species Silesiatheca formosa Pacyna & Zdebska, gen. et sp. nov. of lyginopteridalean aggregated synangia was recognized based on specimens preserved within sideritic nodules from Sosnowiec. The genus Codonotheca is recognized from European Carboniferous for the first time. The least evolutionarily advanced species of Codonotheca − Codonotheca silesiaca Pacyna & Zdebska sp. nov., is described based on specimens with weakly expressed radial symmetry and slight fusion of the sporangia. This species matches the hitherto hypothetical simplest species of Codonotheca very well, constituting the initial form for all the more compound pollen organs of Medullosales. For the first time in the European Carboniferous the North American species Aulacotheca campbellii (White, 1900) Halle, 1933 is recognized. A new emended diagnosis for the typical species Boulayatheca fertilis (Kidston, 1914) Taylor & Kurmann, 1985 is proposed, based on specimens from Poland. Two new species of genus Boulayatheca Taylor & Kurmann, 1985 are recognized. Boulayatheca ciliata Pacyna & Zdebska, sp. nov. with a synangium surface covered with hairs (a feature hitherto unknown in the Boulayatheca genus) and Boulayatheca saganii Pacyna & Zdebska, sp. nov. with a markedly elongated synangium. Occurrence of Whittleseya Newberry, 1853a emend. Halle, 1933 typical species − Whittleseya elegans Newberry, 1853a was confirmed in Lower Silesia based on new specimens. Some specimens referred to earlier in the literature as W. elegans were ascribed here to the new species W. silesiaca Pacyna & Zdebska, sp. nov., which differs from typical species in synangium shape and sporangia clustering into groups. The new species Whittleseya campanulata Pacyna & Zdebska, sp. nov. has a large synangium and sporangia clustering into groups. Heterogeneity within the genus Whittleseya is recognized, where some species, including those new described here, probably formed compound synangia. The aggregated synangia of Medullosales are recognized in thecompression state of preservation for the first time they are the base for establishing a new genus and species Kotasotheca annaeadamii Pacyna & Zdebska, gen. et sp. nov. The genus Dolerotheca Halle, 1933 was recognized in the Polish Carboniferous for the first time and a new species Dolerotheca migierii Pacyna & Zdebska, sp. nov. was described. T.N. Taylor’s model of evolution of medullosalean pollen organs was confirmed, and the new taxa described were included within it.

PL

Wymarłe paprocie nasienne (Pteridospermophyta) zajmują kluczową pozycję w ewolucji roślin nasiennych, z których wyprowadza się nagozalążkowe wielkolistne (Cycadophytina) oraz okrytozalążkowe (Magnoliophytina). Organy rozrodcze paproci nasiennych pozwalają prześledzić pokrewieństwa w tej grupie, jak i wnioskować o powstaniu wywodzących się z nich innych grup roślin nasiennych. W karbonie Polski są rzadko znajdowane i bardzo słabo poznane, zwłaszcza słabo znane są męskie organy pyłkowe. W pracy opisano nowe organy pyłkowe z rzędów Lyginopteridales i Medullosales z górnego karbonu Dolnego i Górnego Śląska. Z rzędu Lyginopteridales opisano nowy rodzaj i gatunek mikrosynangiów − Silesiatheca formosa gen. et sp. nov. z langsetu Sosnowca. Są to połączone synangia zbudowane z okółka u nasady zrośniętych synangiów wyrastających z monopodialanej osi. Z rzędu Medullosales najliczniejsze są zróżnicowane taksonomicznie proste synangia zbudowane z radialnego okółka, silnie wydłużonych, zrośniętych mikrosporangiów. Wśród nich najprymitywniejszy jest nowy gatunek Codonotheca silesiaca sp. nov. (langset Sosnowca) o słabo wyrażonej symetrii promienistej i niewielkim zrośnięciu zarodni, którego istnienie postulowano w drzewach rodowych rzędu Medullosales (Taylor et al. 2009), jest to równocześnie pierwsze notowanie rodzaju Codonotheca (Sellards, 1903) Pacyna & Zdebska, emend. nov. z karbonu Europy, znanego dotychczas tylko z Ameryki Północnej. Bardziej zaawansowane ewolucyjnie są opisane gatunki Aulacotheca campbellii (White, 1900) Halle, 1933 (duckmant Wałbrzycha) o synangium pałeczkowato-cylindrycznym, Boulayatheca fertilis (Kidston, 1914) Taylor & Kurmann, 1985 Pacyna & Zdebska, emend. nov. (duckmant Wałbrzycha) o gruszkowatym synangium oraz nowy gatunek Boulayatheca ciliata sp. nov. (langset Sosnowca) o synangium bardzo podobnym do poprzedniego gatunku, ale owłosionym. Cecha ta nie była wcześniej znana u tego rodzaju. Gatunek Aulacotheca campbellii (White, 1900) Halle, 1933, dotyczczas znany był tylko z Ameryki Północnej, został po raz pierwszy stwierdzony z Europy. Po raz pierwszy z Polski został opisany rodzaj Boulayatheca Taylor & Kurmann, 1985 i gatunek Boulayatheca fertilis (Kidston, 1914) Taylor & Kurmann, 1985 Pacyna & Zdebska, emend. nov., Dla gatunku Boulayatheca fertilis (Kidston, 1914) Taylor & Kurmann, 1985 Pacyna & Zdebska, emend. nov. zaproponowano nową, poprawioną diagnozę. Z duckmantu Wałbrzycha pochodzi nowy gatunek Boulayatheca saganii sp. nov. o silnie wydłużonym synangium. Nową poprawioną diagnozę zaproponowano dla gatunku Boulaya hallei Gothan 1941 i nową kombinację z poprawną nazwą rodzajową − Boulayatheca hallei (Gothan, 1941) Pacyna & Zdebska, emend. et comb. nov. Z Dolnego Śląska (Wałbrzych) zostały opisane nowe gatunki rodzaju Whittleseya Newberry, 1853a emend. Halle, 1933. Te nowe materiały wskazują na heterogeniczność rodzaju Whittleseya, który uważano za zbudowany z pierścienia licznych, silnie wydłużonych zarodni (tak zbudowany jest gatunek typowy W. elegans Newberry, 1853a stwierdzony też w langsecie Wałbrzycha). Nowe okazy, będące podstawą opisania tu dwóch nowych gatunków tego rodzaju wskazują, że niektóre wśród nich mogły tworzyć złożone synangia, w których mikrosynangia (złożone z kilku zarodni każde), były ze sobą ściśle zrośnięte tworząc zwarty organ. Część okazów zaliczanych wcześniej do gatunku typowego Whittleseya elegans Newberry, 1853a wydzielono w tej pracy jako nowy gatunek Whittleseya silesiaca sp. nov. reprezentowany przez liczne, dobrze zachowane okazy. Różni się on od gatunku typowego kształtem synangium i skupianiem się mikrosporangiów w grupy. Nowy gatunek Whittleseya campanulata sp. nov. ma stosunkowo duże synangium i zarodnie również skupione w grupy. Po raz pierwszy również w stanie uwęglonym rozpoznano połączone synangia Medullosales zbudowane z kilku mikrosynangiów (każde mikrosynangium złożone z kilkunastu zarodni) zebranych razem, ale nie zrośniętych. Były one dotychczas znane jedynie z buł węglowych – rodzaj Parasporotheca. Na podstawie okazów z kopalni Piast (Oświęcim) opisano ich nowy rodzaj i gatunek − Kotasotheca annaeadamii gen. et sp. nov. Dzwonkowate, złożone synangium zbudowane z kilkuset ściśle zrośnietych zarodni umieszczonych w tkance podstwowej zidentyfikowano jako nowy gatunek Dolerotheca migierii sp. nov. (langset Sosnowca). Rodzaj Dolerotheca Halle, 1933 został po raz pierwszy rozpoznany w karbonie Polski. Nowo opisanymi taksonami potwierdzono model ewolucji organów pyłkowych paproci nasiennych z rzędu Medullosales zaproponowany przez T.N. Taylora (Taylor 1988; Taylor & Taylor 1993; Taylor et al. 2009). Umieszczono w jego obrębie opisane nowe rodzaje i gatunki (Fig. 2).

Słowa kluczowe

EN

seed fern; pollen organ; Medullosales; Lyginopteridales; Upper Carboniferous; nodule; Lower Silesian Coal Basin; Upper Silesian Coal Basin; Poland; fern; locality list; taxonomy; systematic description; nomenclature; synonym; species list

• Wydawca: -
• Czasopismo: Monographiae Botanicae
• Rocznik: 2010
• Tom: 100
• Opis fizyczny: p.1-81,fig.,ref.

Twórcy

autor

Pacyna G.

• Department of Paleobotany, Jagiellonian University, Lubicz 46, 31-512 Krakow, Poland