Estigmatización
Estructura de raíces fosilizadas de plantas extintas parecidas a árboles

Estigmatización
Rango temporal: Carbonífero - Pérmico ,323,2–254,0 millones  de años Posible registro devónico
Stigmaria , un rizoma fósil de licopsido
Clasificación científica Editar esta clasificación
Reino:Plantas
Clado :Traqueofitas
Clado :Licófitas
Clase:Licopodiopsida
Orden:† Lepidodendrales
Género:† Estigmaria
Brongn.

Stigmaria es un taxón formativo para fósiles comunes encontrados en rocas carboníferas . [1] Representan las estructuras de raíces subterráneas de licofitas arborescentes como Sigillaria y Lepidodendron bajo el orden Lepidodendrales .

Descripción y morfología

Primer plano de las cicatrices circulares donde se unieron los apéndices similares a raíces del rizoma estigmario. En arenisca. Grupo Pottsville (Pensilvania media), Frazeysburg Pit, condado de Muskingum, Ohio, EE. UU.

Descripción general

Los pantanos del Paleozoico tenían licopsidos parecidos a árboles que crecían hasta 30 m (98 pies), [2] e incluso 50 m (160 pies) de altura. [3] Estas plantas de licopsidos estaban ancladas por una extensa red de estructuras subterráneas ramificadas con apéndices similares a raíces unidos a ellas. Los órganos o estructuras subterráneas de estos licopsidos se conocen como Stigmaria . [4] Los licopsidos evolucionaron por primera vez durante una rápida diversificación de plantas terrestres en el período Devónico [5] y se convirtieron en plantas comunes dentro de la flora del bosque de carbón del Carbonífero . Los licopsidos crecieron en áreas de humedales pantanosos de bajo nivel que florecieron durante la era Pensilvánica. [6] [7] El análisis de la morfología y la anatomía de los sistemas estigmarianos sugiere que los ejes alrededor de la estructura eran similares a brotes, por lo que se denominan rizomas o rizomorfos. [8] En general, las especies comunes de Stigmaria ( Stigmaria ficoides sp. ) se han analizado ampliamente para proporcionar una comprensión de su morfología e histología. [4]

Apéndices ("raicillas")

Stigmaria tenía una estructura ramificada compleja; por lo tanto, es comparable a los rizomas del pariente actual (vivo), las quillworts (género Isoetes ). Los sistemas estigmarianos tenían ejes rizomorfos que muestran cicatrices circulares o una disposición helicoidal donde antes se unían los apéndices similares a raíces. Estos apéndices se ramificaban dicotómicamente, estableciendo las áreas de abscisión de la raíz del sistema estigmario. Dado que los sistemas estigmarianos eran similares a raíces, los apéndices laterales indican que eran hojas modificadas adaptadas para cumplir la función de abscisión. A lo largo de los ejes rizomorfos, los apéndices están conectados a cada eje en un patrón circular que se desprendería durante la etapa de crecimiento, formando las disposiciones helicoidales de las áreas de abscisión de la raíz de Stigmaria . [8]

Estigmaria que muestra un patrón de ramificación. Formación Springhill Mines (Pensilvania), Nueva Escocia, Canadá.

La estigmaria consiste en cuatro ejes proximales conectados al tronco de las licofitas arborescentes . Los cuatro ejes proximales se dicotomizan, creando un largo sistema subterráneo que se extiende hasta 15 m (49 pies) de radio, mientras que tiene hasta 40 cm (16 pulgadas) de largo y 0,5-1 cm (0,20-0,39 pulgadas) de ancho. Las raicillas estigmarias consisten en un haz vascular monarca encerrado por la corteza interna y externa. Evidentemente, la corteza interna y la corteza externa están ancladas por una corteza media hueca, y una red de ramas vasculares se extiende entre ellas. [9]

El endarca se define como el xilema primario de Stigmaria y está organizado en hebras vasculares bifurcadas rodeadas de cambium vascular . Las traqueidas del xilema secundario se forman en líneas espirales y consisten en engrosamientos de pared escalariformes, mientras que las fibrillas son similares a las de las ramas aéreas. Las traqueidas escalariformes a lo largo de los ejes rizomorfos de los estigmáticos tenían cambium vascular y corcho lateral como lo evidencia su xilema secundario y tejidos meristemáticos . [10]

Los fósiles de estigmaria suelen tener una forma cilíndrica distintiva con cicatrices circulares alrededor del rizoma estigmario. Procedente del Museo de Historia Natural de Estonia , Tallin, Estonia.

Desarrollo

El desarrollo de Stigmaria está vinculado a los cambios en los tallos aéreos que se encuentran en las estructuras rizomáticas típicas que se ven en las plantas actuales. Las características de Stigmaria no están relacionadas cuando se conectan con la funcionalidad de la planta actual. Además, la estructura espiral de la unión de la raíz estigmaria es independiente de los cambios asimétricos de las raíces y los rizomas que se ven comúnmente en las plantas modernas. Si bien había apéndices laterales en Stigmaria , no se encontró ninguno en los sistemas de raíces de las plantas modernas. Sin embargo, los hongos tienen micorrizas , que funcionan a partir de células del parénquima cortical . [11]

Aunque los haces vasculares de las hojas son bilateralmente simétricos, incluidos los apéndices de Stigmaria y el haz vascular de la monarca, los rizomas actuales tienen un punto radial de tejidos vasculares simétricos. Además, dentro de una determinada etapa de crecimiento, la abscisión foliar (desprendimiento activo) de los apéndices ocurre desde el eje estigmariano. No obstante, la abscisión de la raíz está relativamente ausente en las plantas modernas. Las raicillas estigmarias tienen una similitud con las licofitas arborescentes, con funciones relacionadas con los órganos absorbentes, la ramificación y la bifurcación de los ejes proximales. [12]

Dado que muchos licopsidos del Paleozoico tenían una altura de hasta 50 m (160 pies) metros y crecían en suelo inestable, engullido y saturado, los licopodios y su sistema estigmario crecieron alrededor de los sistemas fluviales. [3] [13] Por lo tanto, es discutible cómo el sistema subterráneo podría manejar las plantas. La evidencia para apoyar su altura se comparó con el extenso sistema estigmario. Por lo tanto, la progresión de los ejes rizomorfos parecía tener un crecimiento secundario en sus etapas de crecimiento de la corteza. Es posible que se haya preferido que se mantuvieran erguidos ya que los licofitos arborescentes tenían ramas tupidas y solo unos pocos xilemas secundarios. Las ramas de los licopsidos vecinos podrían entrelazarse y brindar soporte fundamental al tallo base. [11] Por otro lado, la densidad de ramas y el desarrollo de la madera en los árboles actuales pueden prevenir el desarraigo . [14]

  • Vista del plano de estratificación de una Stigmaria aplanada preservada sobre una piedra caliza carbonácea de aguas poco profundas. Joggins, Nueva Escocia, Canadá.
    Vista del plano de estratificación de una Stigmaria aplanada preservada sobre una piedra caliza carbonácea de aguas poco profundas. Joggins , Nueva Escocia, Canadá.
  • Fósil de Stigmaria in situ de la Formación Joggins (Pensilvania), Cuenca de Cumberland, Nueva Escocia, Canadá
    Fósil de Stigmaria in situ de la Formación Joggins (Pensilvania), Cuenca de Cumberland, Nueva Escocia, Canadá
  • Licópsido in situ con sistema estigmariano adherido de Joggins, Nueva Escocia, Canadá
    Licópsido in situ con sistema estigmariano adherido de Joggins, Nueva Escocia, Canadá
  • Impresión de estigmaria con raicillas visibles que se conectan desde el rizoma.
    Impresión de estigmaria con raicillas visibles que se conectan desde el rizoma.

Referencias

Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Estigmaria .
  1. ^ Rothwell, GW; Erwin, DM (1985). "El ápice del rizóforo de Paurodendron: implicaciones para las homologías entre los órganos de enraizamiento de Lycopsida". American Journal of Botany . 72 : 86–98. doi :10.2307/2443571. JSTOR  2443571.
  2. ^ Wang, Deming; Qin, Min; Lu, Le; Liu, Lu; Zhou, Yi; Zhang, Yingyang; Huang, Pu; Xue, Jinzhuang; Zhang, Shihui; Meng, Meicen (8 de agosto de 2019). "El bosque fósil devónico más extenso con pequeños árboles de licopsidos que tienen las primeras raíces estigmáticas". Current Biology . 29 : 2604–2615. doi : 10.1016/j.cub.2019.06.053 . Consultado el 13 de enero de 2024 .
  3. ^ ab VV Alekhin (1961). Geografiia rastenii s osnovani botaniki (Geografía de las plantas y conceptos básicos de botánica). Vaya. nauchno-pedagogo. izd-vo. pag. 167 . Consultado el 5 de octubre de 2020 .
  4. ^ ab Williamson, William Crawford (1887). Una monografía sobre la morfología e histología de Stigmaria ficoides. Vol. 40. Paleontographic Society.
  5. ^ Xu, Hong-He; Yang, Ning; Bai, Jiao; Wang, Yao; Liu, Feng; Ouyang, Shu (1 de febrero de 2022). "Conjunto palinológico del Devónico inferior de Hezhang, Guizhou, suroeste de China". Revisión de Paleobotánica y Palinología . 297 : 104561. doi :10.1016/j.revpalbo.2021.104561. ISSN  0034-6667. S2CID  244048051 . Consultado el 25 de noviembre de 2023 .
  6. ^ Cleal, CJ y Thomas, BA (2005). "Selvas tropicales paleozoicas y su efecto en los climas globales: ¿es el pasado la clave del presente?" Geobiología , 3 , pág. 13-31.
  7. ^ Christopher J. Cleal; Barry A. Thomas (1994). Fósiles de plantas de las medidas del carbón británico . Asociación Paleontológica. ISBN 0-901702-53-6.
  8. ^ ab Hetherington, AJ; Berry, CM; Dolan, Liam (14 de junio de 2016). "Redes de raicillas estigmarias altamente ramificadas desarrolladas en los primeros árboles gigantes" (PDF) . PNAS . 113 (24): 6695–6700. doi : 10.1073/pnas.1514427113 . PMC 4914198 . PMID  27226309 . Consultado el 15 de febrero de 2017 . 
  9. ^ Weiss, Frederick Ernest (1902). "Las ramas vasculares de las raicillas de Stigmarian". Anales de botánica . 16 (63). JSTOR: 559–573. JSTOR  43235190.
  10. ^ Rothwell, Gar W.; Pryor, Janelle S. (1991). "Dinámica del desarrollo de licofitas arborescentes: crecimiento apical y lateral en Stigmaria ficoides". American Journal of Botany . 78 (12). Biblioteca en línea iley: 1740–1745. doi :10.1002/j.1537-2197.1991.tb14538.x.
  11. ^ ab Niklas, Karl J. (1992). Biomecánica vegetal: un enfoque de ingeniería para la forma y función de las plantas. Prensa de la Universidad de Chicago. ISBN 9780226586311.
  12. ^ Frankenberg, Julián M.; Eggert, Donald A. (1969). "Estigmarios petrificados de América del Norte: Parte I. Stigmaria ficoides, las porciones subterráneas de Lepidodendraceae". Paleontographica Abteilung B . Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung: 1–47.
  13. ^ Davies, NS; Gibling, MR (2011). "Evolución de llanuras aluviales de canales fijos en respuesta a la vegetación carbonífera". Nature Geoscience . 21 (9): 629–633. Bibcode :2011NatGe...4..629D. doi :10.1038/ngeo1237.
  14. ^ Šamonil, Pavel; Král, Kamil; Hort, Libor (2010). "El papel del desarraigo de los árboles en la formación del suelo: una revisión crítica de la literatura". Geoderma . 157 (3–4). Elsevier BV: 65–79. doi :10.1016/j.geoderma.2010.03.018. ISSN  0016-7061.
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