The cuticle micromorphology of extant and fossil plants as indicator of environmental conditions : A pioneer study on the influence of volcanic gases on the cuticle structure in extant plants
La morphologie de la cuticule des plantes actuelles et fossiles comme indicateur des conditions environnementales. : Une étude pionnière sur l'influence des gaz volcaniques sur la structure de la cuticule chez les plantes actuelles
Résumé
Macroscopical and microscopical observations on extant and fossil plants have been made. Observations on extant plants led to study the effects of volcanic gases on the cuticle ultrastructure of Pinus halepensis and Erica arborea sampled in the volcanic area of Phlegrean Italy. TEM observations on P. halepensis cuticles fumigated or not by volcanic gases revealed: 1) insignificant thickness variations of the cell wall plus cuticle among current- and first-year-old needles of both fumigated and not fumigated trees; 2) a calcium oxalate accumulation in fumigated leaves; 3) moreover, in respect to the cell surface, fibrils are disposed parallel to the surface of the cuticle. In specimens of E. arborea fumigated or not by volcanic gases, 1) the total thickness of cuticles varies significantly; 2) in plants experiencing chronic fumigation the A2 layer increases its thickness. As for fossil plants, the cuticles of Cretaceous Fossil-Lagertätten of Cusano Mutri and Pietraroja have been studied. In the former: 1) numerous taxa belonging to conifers have been identified; 2) the new species Frenelopsis cusanensis has been described; 3) Montsechia vidalii has been found outside of Spain. Taxonomical studies allowed the description of typical Euro-Sinian fossil plants. Sedimentological and taxonomical studies suggest semi-arid or arid conditions in a subtropical or tropical climate. It is worth noting as for Cusano Mutri locality, evidence of wildfire (fusain) suggests a periodic combination of arid periods, high temperatures and lightning strikes.
Des observations macroscopiques et microscopiques sur les plantes actuelles et fossiles ont été effectuées. Sur les plantes actuelles ont été effectué des observations relativement aux effets des gaz volcaniques sur l’ultrastructure des cuticules de Pinus halepensis et de Erica arborea récoltés dans l’aire volcanique des Campi Flegrei, Italie. Les observations conduites au TEM sur les cuticules de P. halepensis, influencé et non influencé par les gaz volcaniques, ont montré que : 1) l'épaisseur totale de la CM (cuticule) + CW (paroi pectocellulosique) ne subit pas de variations significatives d'épaisseur ; 2) la cuticule des aiguilles influencée par les gaz volcaniques montre une accumulation d’oxalate de calcium ainsi que 3) un réarrangement des fibrilles disposées parallèlement à la surface. Les observations conduites sur E. arborea ont permis de 1) constater que les épaisseurs totales des cuticules, influencées ou non par les gaz, sont significativement différentes ; 2) en présence de gaz volcaniques la couche externe A2 subit un accroissement d’épaisseur significatif. Par rapport aux macro-restes végétaux fossiles, les localités du Crétacé de Cusano Mutri et Pietraroja ont été étudiées. Le première site fossilifère a permis 1) d’identifier plusieurs taxa appartenant aux conifères; 2) de décrire une nouvelle espèce de conifère: Frenelopsis cusanensis; 3) de trouver l’angiosperme ancestrale Montsechia vidalii. L’étude taxonomique a permis de décrire des entités typiques de la Province Euro-Sinienne. L’étude sédimentologique et systématique montre un climat plutôt tropical-subtropical, des abondants fusains montrant des incendies naturels.
Mots clés
Campi Flegrei
Volcanic gases
Pinus halepensis
Erica arborea
Cuticle ultrastructure
Hydrogen sulphide (H2S)
Cheirolepidiaceae
Early Cretaceous
Domaines
Paléontologie
Origine : Version validée par le jury (STAR)