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Die Landpflanzenevolution im Phanerozoikum aus petrographischer und geochemischer Sicht

dc.contributor.advisorReitner, Joachim Prof. Dr.de
dc.contributor.authorGieren, Birgitde
dc.date.accessioned2006-03-17T15:24:26Zde
dc.date.accessioned2013-01-18T11:30:21Zde
dc.date.available2013-01-30T23:50:16Zde
dc.date.issued2006-03-17de
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B32A-3de
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-2437
dc.description.abstractDer Ursprung und die frühe Diversifizierung der Landpflanzen stellen den Beginn einer Zeit unvergleichlicher Entwicklungen innerhalb des Pflanzenreichs dar. Aus einem einfachen Pflanzenkörper, der nur aus wenigen Zellen bestand, entwickelten sich Gefäßpflanzen mit einer Fülle von Anpassungen an alle nur erdenklichen Umwelteinflüsse. So entwickelten sich bis zum Ende des Devons ein ausgefeilter zwei-phasiger Lebenszyklus und eine außerordentliche Bandbreite an komplexen Organen und Gewebesystemen. Spezialisierte Fortpflanzungsorgane, Stämme mit einem komplizierten Wasserleitsystem, Stützgewebe, Epidermisstrukturen für den Gasaustausch mit der Atmosphäre, verschiedenartige Blätter und Wurzeln gehörten zu den wichtigsten Neuentwicklungen. Diese und andere Innovationen führten zum Aufbau erster pflanzendominierter, terrestrischer Ökosysteme, die einen großen Einfluss auf die globale Entwicklung hatten. Das Ziel dieser Arbeit war es zu überprüfen, ob sich diese Entwicklungen an fossilem, makromolekularem organischen Material nachvollziehen lassen. Hierzu wurden Kohlen und pflanzliche Makrofossilien aus den Zeitaltern des Devon, Karbon, Perm, der Oberen Trias und dem Eozän untersucht.Das Hauptproblem bei der Untersuchung des makromolekularen Anteils von Kohlen ist die schlechte analytische Zugänglichkeit dieses Materials. Aus diesem Grunde wurde eine Kombination aus mikroskopischen und organisch-geochemischen Methoden angewendet. Die Mikroskopie ermöglicht eine detaillierte Beschreibung der Zusammensetzung und Qualität des untersuchten organischen Materials. Der Bereich der geochemischen Analytik umfasst Pauschalparameterbestimmungen zur generellen Charakterisierung und degradative Techniken (Pyrolyse, Hydrolyse, BBr3-Degradation, RuO4-Oxidation, TMAH Thermochemolyse) zur detaillierten strukturellen Beschreibung des makromolekularen, organischen Materials.Die Ergebnisse zeigen, dass die große Vielfalt der Landpflanzen zwar nur durch die unendlichen Kombinationsmöglichkeiten der Makromoleküle ermöglicht werden konnte, dass aber eine Nachzeichnung der Evolution der Landpflanzen auf dieser Ebene nur begrenzt möglich ist. Es ist sehr wohl möglich, Lignin und andere für die Landpflanzenevolution elementaren makromolekularen Bestandteile zu identifizieren und im Hinblick auf ihre strukturellen Eigenschaften zu untersuchen. Evolutionäre Trends lassen sich jedoch auf diese Weise nicht nachzeichnen. Bei der allgemein bekannten unterschiedlichen Zusammensetzung des Gymnospermen- und Angiospermenlignins handelt es sich wohl eher um eine neutrale Weiterentwicklung, die für die Evolution bzw. Selektion keinerlei Bedeutung hatte. Bedeutend für die Entstehung und Diversifizierung der Angiospermen war nicht eine molekulare Neuerung, sondern eine morphologische Weiterentwicklung der Fortpflanzungsorgane, die genetisch gesteuert wird, aber nach wie vor die gleichen makromolekularen Bausteine benutzt, wie die Gymnospermen sie aufweisen. Die beobachteten Unterschiede im makromolekularen Material der untersuchten Proben beruhen auf verschiedenen Reifestadien, unterschiedlichem Ausgangsmaterial (marin oder terrigen), verschiedenen Anteilen von Mineralen, die unterschiedliche Adsorptionseigenschaften haben, oder unterschiedlichen Abbauprozessen, denen das Material in geologischer Zeit ausgesetzt war. Eine detalliertere Nachzeichnung evolutionärer Prozesse ist nur auf morphologischer Ebene oder durch Untersuchungen des Erbgutes möglich, da alle weiteren evolutionären Entwicklungen nach der Bildung der ersten Landpflanzen, die einen Selektionsvorteil mit sich brachten, auf morphologischen Änderungen beruhten, die durch codierte Bauanleitungen auf den Genen ermöglicht wurden, jedoch nur die Grundbausteine des makromolekularen Material benutzten, die schon seit dem Erdaltertum existierten.de
dc.format.mimetypeapplication/pdfde
dc.language.isogerde
dc.rights.urihttp://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyr_diss.htmlde
dc.titleDie Landpflanzenevolution im Phanerozoikum aus petrographischer und geochemischer Sichtde
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedLand plant evolution in Phanerozoic time from a petrographic and geochemical point of viewde
dc.contributor.refereeReitner, Joachim Prof. Dr.de
dc.date.examination2006-02-20de
dc.subject.dnb550 Geowissenschaftende
dc.description.abstractengThe origin and early diversification of land plants marks an interval of unparalleled innovation in the history of plant life. From a simple plant body consisting only of a few cells, land plants evolved an elaborate two-phase life cycle and an extraordinary array of complex organs and tissue systems. Specialized sexual organs, stems with an intricate fluid transport mechnism, structural tissues, epidermal structures for respiratory gas exchange, leaves and roots of various kinds, diverse spore-bearing organs and seeds had all evolved by the end of the Devonian period. These and other innovations led to the initial assembly of plant-dominated terrestrial ecosystems, and had a great effect on the global environment. The aim of this study was to examine if it is possible to recreate these developments by the investigation of fossil, macromolecular organic matter. Therefore we investigated coals and plant macrofossils from the Devonian, Carboniferous, Permian, Upper Triassic and Eocene.The main problem in obtaining detailed structural information about coal is the analytical inaccessibility of this material. For this reason we used a combination of microscopic and organic-geochemical methods. The petrographic analysis leads to a detailed description of the composition and quality of the investigated organic matter. A set of TOC-, Rock-Eval- and FTIR data allowed a general characterization of investigated samples. Various degradative techniques (pyrolysis, hydrolysis, BBr3-degradation, RuO4-oxidation, TMAH thermochemolysis) were meant to obtain a detailed structural description of the macromolecular organic matter.The results show that the great variety of land plants relies on the infinite possibilities of combination which is realized in macromolecules, but tracing the evolution on this level is restricted. It is possible to identify lignin and other macromolecules which are fundamental for the evolution of land plants. Nevertheless it is impossilbe to trace evolutionary trends. It is well know that gymnospermous and angiospermous lignin show different compositions. This is a neutral development which is not important for evolutionary processes or any kind of selection. Important for the origin and diversification of the angiosperms was not a molecular innovation, but a morphological development of the sexual organs. This development was induced genetically, based on mutations, but still used the same macromolecular building blocks as the gymnosperms. The observed differences of the macromolecular organic matter in this study are based on differences in rank, different plant input (marine or terrigenous), various proportions of minerals with different sorption capacities oder dissimilar decomposition processes. A detailed reconstruction of evolutionary developments has to be based on morphological or genetic observations. This is due to the fact that all further developments after first land plants occurred are derived from morphological modifications which were encoded on the genes. To realize these morphological features only the building blocks were used which existed since Devonian times.de
dc.contributor.coRefereeGravenhorst, Gode Prof. Dr.de
dc.subject.topicMathematics and Computer Sciencede
dc.subject.gerEvolutionde
dc.subject.gerFlorade
dc.subject.gerLandpflanzende
dc.subject.gerPetrographiede
dc.subject.gerGeochemiede
dc.subject.engevolutionde
dc.subject.engflorade
dc.subject.england plantsde
dc.subject.engpetrographyde
dc.subject.enggeochemistryde
dc.subject.bk38.32 Geochemiede
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-webdoc-683-8de
dc.identifier.purlwebdoc-683de
dc.affiliation.instituteFakultät für Geowissenschaften und Geographiede
dc.subject.gokfullTM-VZde
dc.subject.gokfullVJde
dc.subject.gokfullVJE210de
dc.identifier.ppn579209628de


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