Рентгеновская томография помогла понять строение листа древнего растения

Рентгеновская томография помогла понять строение листа древнего растения

Рубрика Исследования

Палеоботаники из Палеонтологического института им. А.А. Борисяка РАН изучили древнейшую находку листьев беннеттита рода Ptilophyllum анатомической сохранности из среднеюрских отложений карьера Михайловский рудник в Курской области. Применение рентгеновской компьютерной томографии помогло разобраться в противоречивых интерпретациях строения проводящей системы Ptilophyllum, предложенных предыдущими исследователями. Результаты исследования опубликованы в «Палеонтологическом журнале».

Классической методикой изучения анатомического строения ископаемых растений является изготовление шлифов либо ацетатных реплик последовательных пришлифовок. Также хорошие результаты даёт изучение ориентированных сколов изучаемых объектов при помощи сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), если они сохранились в виде угля. Но у этих методик есть один существенный недостаток: они не могут обеспечить точную и полную характеристику анатомического строения объекта из-за дискретности получаемых данных.

До недавнего времени было не до конца ясно строение проводящей системы перистых листьев беннеттитов, относимых к роду Ptilophyllum. Исследования разных авторов минерализованных остатков Ptilophyllum amarjolense из одного и того же нижнемелового местонахождения в Индии давали противоречивые сведения.

Беннетит Ptilophyllum riparium Gordenko: 1 — фрагмент перистого листа; 2 — поперечный скол рахиса (чёрной стрелкой отмечен проводящий пучок, отделившийся от проводящей системы рахиса); 3 — фрагмент поперечного скола рахиса (белой стрелкой отмечен прорыв в месте отделения проводящего пучка, идущего в пёрышко). Обозначения: lr — нижний ряд проводящих пучков проводящей системы рахиса; ur — верхний ряд проводящих пучков; vb1 — пучок, отделившийся первым; vbd — пучок, получивший в результате деления первого пучка

Авторы сходились во мнении, что проводящая система рахиса (главного черешка) листа представляет собой два расположенных друг над другом ряда коллатеральных проводящих пучков, ориентированных ксилемой вовнутрь и образующих двойную U. Но относительно способа отхождения проводящих пучков от двойной U в ёерышки у исследователей возникли разногласия. В одной публикации указано, что в каждое пёрышко от края верхнего ряда отходит по одному пучку, в другой утверждалось, что в пёрышко отходят сразу два пучка: один от верхнего ряда, а другой — от нижнего. Приводимые в обеих публикациях доводы были наглядно проиллюстрированы.

Работая с фрагментами листьев Ptilophyllum riparium анатомической сохранности, обнаруженными в среднеюрских отложениях карьера Михайловский рудник, специалисты сделали серию поперечных сколов рахиса для изучения на СЭМ. Сколы показали наличие единственного проводящего пучка, отходящего от края верхнего ряда пучков рахиса. Поскольку существовала проблема интерпретации индийского материала, исследователи заподозрили, что результаты СЭМ недостоверны, и их необходимо перепроверить методом рентгеновской компьютерной томографии.

Беннетит Ptilophyllum riparium Gordenko: 1 — поперечный виртуальный срез рахиса, видны нижний (lr) и верхний (ur) ряды проводящих пучков с отделившимися от них первым (vb1) и вторым (vb2) проводящими пучками; 2 — продольный вертикальный виртуальный срез через нижний ряд проводящих пучков рахиса (lr): видно, как от него отходит первый проводящий пучок (vb1); 3 — продольный вертикальный виртуальный срез через верхний ряд проводящих пучков рахиса (ur): видно, как от него отходит второй проводящий пучок (vb2)

Серия виртуальных срезов показала, что у Ptilophullum riparium к пёрышку всегда отходят два проводящих пучка, причём первым отделяется краевой пучок нижнего ряда, который затем быстро смещается вверх (в СЭМ он выглядит как пучок верхнего ряда), а краевой пучок верхнего ряда отделяется с заметным запаздыванием. Поэтому вероятность обнаружить единственный пучок на обычном срезе или сколе заметно выше. Очевидно, что в случае с Ptilophyllum amarjolense верной интерпретацией следует считать схему с двумя проводящими пучками.

Проведённое исследование доказало однотипность анатомического строения листа Ptilophyllum, что согласуется с предположением, недавно сделанным отечественными палеоботаниками, о наличии также двух проводящих пучков у представителей близкого рода Otozamites.

Текст: Н.В. Баженова, А.В. Баженов.
Источник: ПИН РАН.

Новости Российской академии наук в Telegram →