Ősnövények titkai: Mi marad meg a rég elmúlt növényzetből?
2. rész – Miről árulkodik a kutikula?

Az ősnövénytan kutatói, a paleobotanikusok mindennapi munkájuk során letűnt világok után nyomoznak. Az ősnövények, mint rejtélyes dokumentumok magukban hordozzák az egykori környezetre, klímára és saját életmódjukra vonatkozó információkat. Az igazi nyomozómunka ezeket az ősmaradványokat „szóra bírni”, megérteni, hogy mire utal az alakjuk vagy a megőrződésük módja és ezekből az elemekből, mint egy puzzle darabkáiból összeáll a kép az egykori növényzetről és őskörnyezetről. Az „Ősnövények titkai” sorozat ebbe a nyomozómunkába enged bepillantást.

írta: Barbacka Maria (MTM Növénytár, Paleobotanikai gyűjtemény)

200 millió éves sejtek

A Magyar Természettudományi Múzeumban, a növénytári paleobotanikai gyűjteményben több mint 40 ezer ősnövény maradvány található. A körülbelül 6 ezer földtörténeti középkorból származó (mezozoikumi) lelet közül 5 ezer a mecseki jura időszakból származik. Akkoriban a zárvatermő növények még nem léteztek, a Földet páfrányok, zsurlók, és nyitvatermők uralták.

Különböző módszerekkel lehet vizsgálni ezeket, és így megismerni a növények életmódját. Ebben a kutikula a kutatók egyik legfontosabb eszköze. Ennek vizsgálata olyan fontos a növények esetében, mint a csontok kutatása a kihalt gerinces állatoknál. Lehetővé teszi a növényfaj meghatározását, mivel a felépítése általában jellemző a különböző fajokra, és információt ad az életkörülményeikről is.

Minden magasabb rendű növény összes szervét kutikula borítja a ma élők és régen kihaltak esetében egyaránt. Ez az anyag a szervek epidermisz sejtjeinek a külső sejtfalára válik ki, egy réteget képezve a szervek felületén. Például a levéI mindkét oldalát beborítja, és így védi a növényt a mechanikai sérülések és a kiszáradás ellen. Vegyileg a kutin hosszú szénláncú zsírsavak és azok polihidroxi származékaiból áll, melyek észteres kötésekkel kapcsolódnak egymáshoz, s így többé-kevésbé random felépítésű, keresztkötésekkel kapcsolódó alegységekből álló képződményt formáznak.

A kutin, a felületére kiválasztott viaszanyagokkal együtt, a víz és gázok számára nehezen átjárható réteg. Sőt, az óriási nyomást és magas hőmérsékletet is kibírja, így a fosszilizációs folyamat alatt sem megy tönkre. Az összepréselt, elszenesedett levelekből ez a réteg gyakran épen marad meg, megőrizve a növény felépítésének számos jellemző vonását.

1_barbacka_kutikula_komlopteris_web.jpg

A kutikula szorosan odatapad az epidermisz sejtek külső felületéhez. Mivel a sejtek kissé domborúak, a sejtek közé is behúzódik. Így, mint egy másolat, pontosan követi a sejtek körvonalait és az epidermiszen található más struktúrákat is. Mivel csupán az epidermisz felületének képét tükrözi, és nem ad információt a levél belső felépítéséről, a kutikula csak a bőrszövettel kapcsolatos anatómiai jelegű információkat ad

A kutikula vastagsága a növénytől, és a környezeti viszonyoktól függ. A legtöbb növénynél a levél felső kutikulája vastagabb és kevésbé jellegzetes, mint az alsó, amelyen, különféle módon elhelyezkedő gázcserenyílások találhatók, valamint szőr- vagy mirigy alapok. A felső felületen ezek a struktúrák ritkábban szerepelnek.

A fosszilis leveleknél a kutikula sárgás-barna színű. Minél vastagabb annál sötétebb. Ilyen vastag, barna kutikula jellemző számos növényre az idősebb paleozoikumi és mezozoikumi (több száz millió éves) maradványoknál, míg a fiatalabb maradványok esetében (fiatalabb 60 millió évesnél) és a ma élőknél általában, vékony, néha hártyaszerű, majdnem fehér színű.

A vizsgálat előtt a kutikulát először ki kell preparálni az elszenesedett levelekből. Ezt vegyi úton lehet elvégezni, a megfelelő vegyszerek használatával, melyek között nagyon veszélyes anyagok is szerepelnek, mint a hidrogén fluorid és más koncentrált savak. Ezen eljárások miatt a szén a levél belsejéből eltávozik, és csak a tiszta, átlátszó kutikula marad meg. Ezekből a tisztított kutikulákból tartós preparátumokat készítünk. A kutikulán látható leggyakoribb levélfelszíni szerkezetek a gázcserenyílások, a szőrök, a mirigyek, a gyanta testek. Pont úgy, mint a mai élő növényeknél.

Mit mond el a kutikula az ősnövény életkörülményeiről?

A jura időszaki mecseki növények példáján láthatjuk, milyen információt rejthet egy 200 millió éves növény kutikulája. Elsőként, a vastagsága a külső körülményekkel szorosan összefügg.

2_barbacka_sztoma_komlopteris_web.jpg

Ha a kutikula vastag, akkor várhatóan nagyobb szükség volt a növény védelmére. Valószínűleg erős napsütés, szeles hely, esetleg sótartalmú talaj (a növény védekezik a vízveszteség ellen) lehetett az élőhelyen

3_barbacka_kutikulasagenopteris_web.jpg

Ha a kutikula vékony, akkor árnyékos, párás, meleg és nyugalmas helyről tanúskodik

4_barbacka_sztomactenozamitesa_web.jpg

A gázcserenyílások kulcsfontosságú részek, amelyek a növény lélegzését és víz párologtatását biztosítják és szabályozzák. A zárósejtek között kis rés létható, mely a gázok cseréjét biztosítja a növény és a légkör között

A szárazságtűrőknél a zárósejtek, melyek a légzőnyílást nyitják és zárják, gyakran az bőrszövet sejtek között, bemélyedésben találhatók, így jobban védve vannak a nap közvetlen sugárzásától. Néha kiegészítő struktúrák segítenek megakadályozni a víz túl gyors párolgását.

A gázcserenyílások mennyiségéből és sűrűségéből (tudományos szakszóval, a sztómaindexből) a légköri CO2 koncentrációt is ki lehet számolni, ezzel együtt következtetni lehet az átlaghőmérsékletre, amely a növény élete alatt jellemző volt.

5_barbacka_sztoma_patokaea_web.jpg

A zárósejteket körbevevő melléksejteken lévő mozgó papillák szabályozzák a légzőnyílás zárását: napsütés esetén erősen összehajlanak így védve a zárósejteket, ennek megszűnésével viszont kinyílnak

6_barbacka_kutikula_brachyphyllum_web.jpg

A nem szabályozható mozgású, erősen megvastagodott gyűrűk korlátozzák a nyílás nagyságát és védik az alattuk levő zárósejteket. Ez a növény napos és száraz helyen nőtt, vagy sós vízzel permetezett lagúna parton

7_barbacka_kutikula_nilssonia_web.jpg

A szőralapok a letört szőrök maradványai. A fedőszőrök megakadályozzák a kiszáradást, pl. nyílt, szeles helyeken (kék nyilak – gázcserenyílások, piros nyilak – szőralapok)

8_barbacka_szoralap_komlopteris_web.jpg

A többsejtű szőralapok gyakran a kiválasztó szőrök/mirigyek maradványai. Ezek a nedves helyeken a víz többletet távolítják el a növényből, vagy más, nem kívánatos anyagokat választanak ki (sót, ásványokat, mérgeket)

9_barbacka_web.jpg

A sejteken látható papillák szerepe nem teljesen világos mai napig sem. Egyesek szerint a kiszáradás elleni védelemben fontosak, mások szerint a lencseszerű fénygyűjtő szerepük lényeges a sötét helyeken, esetleg a felületi víz lecsöpögését segítik

10_barbacka_kornyezet_web.jpg

A jura időszakban a Földön viszonylag egységes klíma uralkodott, meleg és viszonylag magas páratartalmú. A mai Mecsek hegység területe akkoriban egy folyó deltáját képezte, bő vízellátással és dús növényzettel. Azonban, ahogy minden nagyobb területen, ott is voltak különböző topográfiai egységek, mozaikosságot okozó magaslatok (dűnék, kiemelkedések), mocsarak, folyópartok, árterek, tavak és tópartok, valamint tengerparti területek. A Mecsekben gyűjtött növényeket morfológia és kutikula tulajdonságaik alapján össze lehet kötni a megfelelő lokális területi egységekkel, és így rekonstruálni lehet környezetüket

 

A bejegyzés trackback címe:

http://mttmuzeum.blog.hu/api/trackback/id/tr7013320595

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben.

Nincsenek hozzászólások.

Látogasd meg honlapunkat, lájkolj és kövess minket! Facebook, Google+, Twitter, YouTube, Tumblr, Pinterest

Mtmagyar.jpg

 

greenfo_logo_uj_fekvo.JPG

mti_hirfelhasznalo.jpg

szabaduloszoba_oldalsav_banner.jpg

 

Hirdetés

Facebook oldaldoboz

Friss témák

Szerzők

Információk, ajánlók

pinterest_blogra.jpg

google_plusz_gomb_blogra_200.jpg

 

 

Látogassatok el ide is!

 

okologia_blog.JPG

További blogjaink:

bogaraskonyv_200.jpg

lepkésskonyvek_200.jpg

vasilogo.jpg

Állatvilág magazin

allatvilag-2016-1.jpg