Факультет

Студентам

Посетителям

Типы сохранности и методы изучения ископаемых растений

Различают три основных способа сохранения ископаемых растений: отпечатки, фитолеймы и петрификации. В первом случае растительный остаток полностью истлевает, оставляя на породе свой оттиск. Это не просто механический оттиск растения на еще не затвердевшем осадке, а результат сложного физико-химического процесса. Остаток выделяет в окружающую его минеральную среду (матрицу) продукты разложения и создает вокруг себя своеобразную геохимическую обстановку. Отпечатки на грубом песчанике часто покрываются тонкой минеральной корочкой, передающей мельчайшие детали. Нередко отпечаткам противопоставляются полости, оставленные объемными остатками, слепки и каменные ядра. В действительности это — разные выражения одного и того же типа сохранности с исчезновением вещества растения. Отпечаток листа представляет собой сильно уплощенную полость, а слепок (каменное ядро) — отпечаток определенной внутренней поверхности остатка.

Фитолеймами (compression в англоязычной литературе) называют обугленные остатки растений, в разной мере сплюснутые и обычно ассоциирующие с отпечатком, если они не образуют прослои углей. В кутикулярном мешке чаще заключен бесструктурный уголь, иногда сохраняются отдельные ткани (проводящая, механическая). При выщелачивании угля в кутикулярном мешке может остаться полное жилкование. В ходе преобразования органического вещества и выноса его компонентов могут образоваться вторичные структуры (окаймление толстых перышек, возникновение складок, системы тонких трещин и т. д.), которые порой принимались за прижизненные признаки растений. К фитолеймам принадлежат остатки любого размера, в том числе споры и пыльца.

Петрификациями (истинными окаменелостями) называют остатки, ткани которых полностью или частично замещаются минеральным веществом с сохранением клеточной структуры («клеточная минерализация»). Это окаменевшие стволы с сохранившимся строением древесины, остатки в угольных почках (карбонатные конкреции в угольных пластах), вулканогенных породах, известковистых песчаниках и др. Процессы замещения клеток минеральными веществами (кварцем, кальцитом, пиритом и др.) пока еще плохо понятны с физико-химической точки зрения, особенно если окаменение захватывает легко разлагающиеся компоненты цитоплазмы, включая хлоропласты и, возможно, хромосомы. Фоссилизация сохраняет многие биохимические компоненты растений, изучаемые палеобиохимией.

Перечисленные типы сохранности в разных комбинациях совмещаются в одном остатке. Что-то в нем просто отпечаталось на матрице, что-то превратилось в фитолейму, а что-то петрифицировалось. Обычны частичные псевдоморфозы (известны даже у миоспор), т. е. замещение части органического вещества минеральным.

Д. М. Шопф предложил различать еще дурипартическую сохранность (сохранение твердых частей), при которой некоторые ткани организма противостоят окислению и другим физическим изменениям. Сюда относятся кремневые и известковые скелеты водорослей, если они не подверглись перекристаллизации. К частным типам сохранности относятся полости, оставленные корнями или сверлящими водорослями, следы активности бактерий и грибов (они обычны в оболочках миоспор и акритарх, в кутикуле растений, цистах динофлагеллят и др.).

Тип сохранности предопределяет технику исследования. Отпечатки изучаются в отраженном свете, причем, если есть и фитолейма, очень эффективным может быть смачивание образцов спиртом или ксилолом и использование скрещенных поляризационных фильтров (перед объективом бинокуляра и на осветителе). Микроструктура поверхности отпечатков может также изучаться с помощью прозрачных пленочных оттисков (реплик) или непрозрачных слепков (например, из силиконовой резины), которые можно поместить на столик сканирующего микроскопа. Реплики изучаются в косом проходящем свете. С оставленных растениями глубоких полостей можно получить слепки из различных материалов (парафин, силиконовая резина и др.). Изучение поверхности отпечатка может потребовать удаления фитолеймы, которую сжигают, прокаливая образец в муфельной печи.

Главные методы изучения фитолейм — мацерация в окислительных смесях и изготовление трансфер-препаратов. Для мацерации чаще всего используется смесь Шульце из концентрированной азотной кислоты и бертолетовой соли. В ней происходит окисление угля до гуминовых кислот, которые затем удаляются щелочью (нашатырный спирт, едкое кали). При этом остаются кутикулярные мембраны, оболочки спор и пыльцы, смоляные ходы и вместилища, реже механические и проводящие ткани. Промытые продукты мацерации заделываются в прозрачные среды (глицерин-желатин, канадский бальзам, различные пластики и др.) для изучения в проходящем свете. Их можно также резать на микротоме или изучать их поверхности в сканирующем микроскопе. Если мацерируется целый штуф породы, из которого в результате его разрушения извлекаются растительные остатки, то такой метод называется объемной (комплексной) мацерацией (bulk-maceration в англоязычной литературе).

Трансфер-препараты — это фитолеймы, перенесенные с породы на пленку, стекло или пластик для изучения со стороны, ранее закрытой породой. Для этого остаток, лежащий на породе, закрывается пленкой или прозрачной смолой (пластиком), порода с тыльной стороны образца растворяется в подходящей кислоте, а нерастворившаяся ее часть удаляется механически. Дальше очищенные от породы остатки можно мацерировать, резать и т. п.

Если фитолейма слишком хрупкая и трансфер-препарат не получается, приходится прослеживать скрытые в породе части растения (например, сложно ветвящиеся оси) с помощью «микрораскопок». Эта техника эффективна, но трудоемка, так как все стадии работы надо фиксировать на фотографиях и рисунках. С той же целью делают серию пришлифовок, фотографируя и зарисовывая последовательные срезы остатка.

При извлечении микрофоссилий используется различная сепарационная и обогатительная техника. Так, при извлечении диатомовых водорослей карбонаты удаляются с помощью уксусной, муравьиной или соляной кислот. Для сепарации палиноморф (миоспор, акритарх и других микрофоссилий с органической оболочкой) дезинтегрированная порода центрифугируется в тяжелых жидкостях с таким удельным весом, чтобы минеральные частицы осели, а палиноморфы всплыли. Используя разницу микрофоссилий в удельном весе, удается разделить центрифугированием даже определенные виды.

Петрификации изучаются с помощью полированных или травленных пришлифовок, прозрачных шлифов и пленочных оттисков. Пришлифовки особенно эффективны при изучении пиритизированных и сильно обугленных остатков. Прозрачные шлифы широко применяются при изучении известковых водорослей и древесины. Петрификации в угольных почках, туфогенных и карбонатных породах сейчас чаще всего изучаются без изготовления шлифов, заменяемых пленочными оттисками. Образец распиливается на блоки, поверхность которых пришлифовывается и травится кислотой, растворяющей матрицу. После короткого травления оболочки клеток выступают из матрицы. На поверхность распила наливается растворитель целлюлозной пленки, а сверху на еще мокрую поверхность накладывается сама пленка. Обращенный к образцу тонкий слой пленки растворяется в растворителе и облекает выступившие стенки клеток. Высохшую пленку снимают и она уносит на себе тонкий срез остатка, так что клеточную структуру можно изучать в проходящем свете в тончайших деталях. Нужные участки пленки можно снова растворить и освободить захваченные ею фрагменты (миоспоры, трахеиды и др.), чтобы рассмотреть их в сканирующем или трансмиссионном микроскопе. Если петрификация лежит на поверхности штуфа и изготовление срезов затруднено, то остаток закрывается прозрачной смолой, после чего можно делать распилы, пришлифовки, снимать пленочные оттиски и т. д. Для изучения клеточных структур растений в высокометаморфизованных углях очень эффективен метод ионного травления полированных аншлифов (Л. Я. Кизильштейн, А. Л. Шпицглуз).

Из-за совмещения разных типов сохранности в одном остатке часто приходится комбинировать методы. Применение любого технического приема всегда связано с риском испортить образец. Поэтому обычно не допускается обработка экземпляров, уже ставших номенклатурными типами или просто оригиналами.

Источник: С.В. Мейен. Основы палеоботаники. Справочное пособие. Издательство «Недра». Москва. 1987

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: