Строение эпидермы листьев современных гнетовых (Gnetum L.) и среднеюрских беннеттитовых (Nilssoniopteris Nathorst и Ptilophyllum Morris)

Я. О. Богданова, Л. А. Карцева

DOI: https://doi.org/10.31111/palaeobotany/2021.12.56

Полный текст статьи

Аннотация статьи

Изучена эпидерма листьев четырех видов рода Gnetum L. и четырех видов юрских беннеттитовых из родов Nilssoniopteris Nathorst и Ptilophyllum Morris. Кроме описания качественных признаков с помощью статистических методов проведен анализ различных количественных признаков. Коэффициенты вариации количественных признаков строения эпидермы у гнетума колеблются от 6.4 до 24.0%, у Ptilophyllum от 15.7 до 63.5%, у Nilssoniopteris от 18.0 до 39.9%. У обеих групп растений стабильными признаками являются извилистость тангентальных стенок основных клеток в верхней и нижней эпидерме (Cv ≤ 18.0%). У родов Ptilophyllum и Gnetum низкий уровень изменчивости демонстрирует длина устьиц (Cv ≤ 16.8%). Значительный разброс значений коэффициентов вариации и у гнетума, и у изученных родов беннеттитовых характерен для числа основных клеток на 1 мм² верхней и нижней эпидермы (17.5% ≤ Сv ≤ 31.9%), площади основных клеток верхней и нижней эпидермы (21.2% ≤ Сv ≤ 63.5%) и числа устьиц на единицу площади эпидермы (29.3% ≤ Сv ≤ 39.9%). Сходство в корреляционной структуре признаков строения эпидермы проявляется в корреляции между извилистостью тангентальных клеток эпидермы, числом устьиц на единицу площади и ее мелко- и крупноклеточностью, а также между длиной устьиц и числом основных клеток эпидермы и еще между устьичным индексом и числом основных клеток эпидермы. У Gnetum соотношение числа дифференцированных устьиц коррелирует с числом абортированных на единице площади эпидермы. У N. angustifolia и P. caucasicum число устьиц коррелирует с числом папилл на единице площади.

Ключевые слова: беннеттитовые, гнетовые, лист, эпидерма

Рубрика: Статьи

Цитирование статьи

Богданова Я. О., Карцева Л. А. 2021. Строение эпидермы листьев современных гнетовых (Gnetum L.) и среднеюрских беннеттитовых (Nilssoniopteris Nathorst и Ptilophyllum Morris). Палеоботаника, 12: 56–87. https://doi.org/10.31111/palaeobotany/2021.12.56

Получено 17.06.2021; принято к публикации 20.11.2021

Литература

[Barykina] Барыкина, Р. П., Веселова, Т. Д., Девятов, А. Г., Джалилова, Х. Х., Ильина, Г. М., Чубатова, Н. В. 2000. Основы микротехнических исследований в ботанике. Справочное руководство. М.: Изд-во каф. высш. растений биол. ф-та Моск. гос. ун-та, 127 с.

[Doludenko] Долуденко, М. П., Сванидзе, Ц. И. 1969. Позднеюрская флора Грузии. M.: Наука, 116 с.

[Kendall] Кендалл, М. Дж., Стьюарт, А. 1976. Многомерный статистический анализ и временные ряды. М.: Наука, 736 с.

[Kiritchkova] Киричкова, А. И., Носова, Н. В. 2012. Континентальная юра Средне-Каспийского бассейна. Часть 2: Фациальные особенности, тафономия, межрегиональная корреляция, флора (Pinophyta: Pteridospermae, Cycadales, Bennettitales, Ginkgoales, Czekanowskiales, Coniferales). СПб.: ФГУП «ВНИГРИ», 338 с.

[Mamaev] Мамаев, С. А. 1972. Формы внутривидовой изменчивости древесных растений (на примере семейства Pinaceae на Урале). М.: Наука, 284 с.

[Pautov] Паутов, А. А. 2009. Закономерности филоморфогенеза вегетативных органов растений. СПб: СПбГУ, 219 с.

[Pautov] Паутов, А. А., Пагода, Я. О., Крылова, Е. Г. 2012. Строение листа Gnetum gnemon (Gnetaceae). – Бот. журн., 97(12): 1497–1505.

[Pautov] Паутов, А. А., Пагода, Я. О. 2013. Распределение абортированных устьиц в эпидерме листа Gnetum gnemon (Gnetaceae). – Вестник Санкт-Петербургского университета, серия 3, биология, 4: 26–33.

[Pautov] Паутов, А. А., Пагода, Я. О. 2014. Рост и развитие листа Gnetum gnemon (Gnetaceae). – Бот. журн., 99(9): 1010–1015.

[Pautov] Паутов А. А., Пагода Я. О. 2015. Структурное разнообразие эпидермы листьев в роде Gnetum (Gnetaceae). – Бот. журн., 100(2): 171–177.

[Pautov] Паутов, А. А., Васильева, В. А. 2010. Роль формы основных клеток эпидермы в морфогенезе листа представителей Hamamelidaceae. – Бот. журн., 95(3): 338–347.

[Vasiliev] Васильев, Б. Р. 1988. Строение листа древесных растений различных климатических зон. Л.: ЛГУ, 208 с.

[Zakharevich] Захаревич, С. Ф. 1954. К методике описания эпидермиса листа. – Вестник Ленинградского университета, серия 3, биология, 4: 65–75.

Arbicheva, A., Pautov, A., Saldaña, A. 2021. Water storage and transport in leaves of vesselless trees in the temperate rainforest of south-central Chile. – Gayana Botanica, 78: 141–155. https://doi.org/10.4067/S0717-66432021000200141

Baranova, M. 1992. Principles of comparative stomatographic studies of flowering plants. – The Botanical Review, 58(1): 49–99. https://doi.org/10.1007/BF02858543

Carmichael, J. S., Friedman, W. E. 1996. Double fertilization in Gnetum gnemon (Gnetaceae): its bearing on the evolution of sexual reproduction within the Gnetales and the anthophyte clade. – American Journal of Botany, 83(6): 767–780. https://doi.org/10.1002/j.1537-2197.1996.tb12766.x

Crane, P. R. 1996. The Fossil History of the Gnetales. – International Journal of Plant Sciences, 157(6): 50–57. https://doi.org/10.1086/297403

Donoghue, M. J., Doyle, J. A. 2000. Seed plant phylogeny: demise of the anthophyte hypothesis? – Current Biology, 10: 106–109. https://doi.org/10.1016/S0960-9822(00)00304-3

Florin, R. 1931. Untersuchungen zur Stammesgeschichte der Coniferales und Cordaitales I. – Kongliga Svenska Vetenskaps-Akademiens, Handlingar, 10: 1–588.

Florin, R. 1933. Studien über die Cycadales des Mesozoikums nebst Erörterungen über die Spaltöffnungsapparate der Bennettitales. – Kongliga Svenska Vetenskaps-Akademiens, Handlingar, 12: 1–134.

Friedman, W. E. 1998. The evolution of double fertilization and endosperm: an “historical” perspective. – Sex Plant Reproduction, 11: 6–16. https://doi.org/10.1007/s004970050114

Friis, E. M., Crane, P. R., Pedersen, K. R. 2019. Chlamydospermous seeds document the diversity and abundance of extinct Gnetalean relatives in Early Cretaceous vegetation. – International Journal of Plant Sciences, 180(7): 643–666. https://doi.org/10.1086/704356

Haycraft, C. J., Carmichael, J. S. 2001. Development of sterile ovules on bisexual cones of Gnetum gnemon (Gnetaceae). – American Journal of Botany, 88: 1326–1330. https://doi.org/10.2307/3558344

Krassilov, V. A., Bugdaeva, E. V. 1988. Gnetalean plants from the Jurassic of Ust-Balej, East Siberia. – Review of Palaeobotany and Palynology, 53: 359–374. https://doi.org/10.1016/0034-6667(88)90040-1

Nautiyal, D. D., Singh, S., Pant, D. D. 1976. Epidermal structure and ontogeny of stomata in Gnetum gnemon, G. montanum and G. ula. – Phytomorphology, 26(3): 282–296.

Nosova, N., van Konijnenburg-van Cittert, J. H. A., Kiritchkova, A. 2017. New data on the epidermal structure of the leaves of Podozamites Braun. – Review of Palaeobotany and Palynology, 238: 88–104. https://doi.org/10.1016/j.revpalbo.2016.11.005

Pagoda, I. O., Pautov, A. A., Zelenskaya, M. S., Vlasov, D. Yu. 2015. Cork warts on leaves of Gnetum L. (Gnetaceae) and its phylloplane fungi. – International Journal of Botany, 11: 10–20. https://doi.org/10.3923/ijb.2015.10.20

Pant, D. D. 1965. On the ontogeny of stomata and other homologous structures. – Plant Sci. Ser., 1: 1–24.

Rydin, C., Friis, E. M. 2010. A new Early Cretaceous relative of Gnetales: Siphonospermum simplexgen. et sp. nov. from the Yixian Formation of Northeast China. – BMC Evolutionary Biology, 10: 183. https://doi.org/10.1186/1471-2148-10-183

Shi, G., Herrera, F., Herendeen, P. S., Leslie, A. B., Ichinnorov, N., Takahashi, M., Crane, P. R. 2017. Leaves of Podozamites and Pseudotorellia from the Early Cretaceous of Mongolia: stomatal patterns and implications for relationships. – Journal of Systematic Palaeontology, 16(2): 111–137. https://doi.org/10.1080/14772019.2016.1274343

Taylor, T. N., Taylor, E. L., Krings, M. 2009. Paleobotany. The biology and evolution of fossil plants. 2ed edition. New York: Elsevier, 1230 p.

Thomas, H. H., Bancroft, N. 1913. On the cuticles of some recent and fossil Cycadean fronds. – Transactions of the Linnean Society of London, 2nd Series, Botany, 8(5): 155–204. https://doi.org/10.1111/j.1095-8339.1913.tb00284.x

Wang, Z.-Q. 2004. A new Permian gnetalean cone as fossil evidence for supporting current molecular phylogeny. – Annals of Botany, 94: 281–288. https://doi.org/10.1093/aob/mch138

Won, H., Renner, S. S. 2006. Dating dispersal and radiation in the gymnosperm Gnetum (Gnetales) – clock calibration when outgroup relationships are uncertain. – Systematic Biology, 55(4): 610–622. https://doi.org/10.1080/10635150600812619

Yang, Y., Xie, L., Ferguson, D. K. 2017. Protognetaceae: a new gnetoid macrofossil family from the Jurassic of northeastern China. – Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics, 28: 67–77. https://doi.org/10.1016/j.ppees.2017.08.001