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terça-feira, 18 de junho de 2019

Trapped in 99-Million-Year-Old Amber, a Beetle With Pilfered Pollen

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This image shows a dorsal view of the mid-Cretaceous beetle Cretoparacucujus cycadophilus, including the mandibular cavities it likely used for pollination.

The discovery is among the strongest evidence in the fossil record that the insects pollinated prehistoric cycads, a plant that preceded flowering plants.

Flowering plants are well known for their special relationship to the insects and other animals that serve as their pollinators. But, before the rise of angiosperms, another group of unusual evergreen gymnosperms, known as cycads, may have been the first insect-pollinated plants. Now, researchers reporting in the journal Current Biology on August 16 have uncovered the earliest definitive fossil evidence of that intimate relationship between cycads and insects.

The discovery came in the form of an ancient boganiid beetle preserved in Burmese amber for an estimated 99 million years along with grains of cycad pollen. The beetle also shows special adaptations, including mandibular patches, for the transport of cycad pollen.


"Boganiid beetles have been ancient pollinators for cycads since the Age of Cycads and Dinosaurs," says Chenyang Cai, now a research fellow at the University of Bristol. "Our find indicates a probable ancient origin of beetle pollination of cycads at least in the Early Jurassic, long before angiosperm dominance and the radiation of flowering-plant pollinators, such as bees, later in the Cretaceous."

When Cai's supervisor Diying Huang at the Nanjing Institute of Geology and Palaeontology, Chinese Academy of Sciences, first showed him the beetle trapped in amber, he was immediately intrigued. He recognized that its large mandibles with bristly cavities might suggest the beetle was a pollinator of cycads.

After cutting, trimming, and polishing the specimen to get a better look under a microscope, Cai's excitement only grew. The beetle carried several clumps of tiny pollen grains. Cai consulted Liqin Li, an expert in ancient pollen at the Chinese Academy of Sciences, who confirmed that the pollen grains belonged to a cycad.

The researchers also conducted an extensive phylogenetic analysis to explore the beetle's family tree. Their analysis indicates the fossilized beetle belonged to a sister group to the extant Australian Paracucujus, which pollinate the relic cycad Macrozamia riedlei. The finding, along with the current disjunct distribution of related beetle-herbivore and cycad-host pairs in South Africa and Australia, support an ancient origin of beetle pollination of cycads, the researchers say.

Cai notes that the findings together with the distribution of modern boganiid beetles lead him to suspect that similar beetle pollinators of cycads are yet to be found. He's been looking for them for the last five years. The challenge, he says, is that older Jurassic beetles are generally found as compression fossils not trapped in amber.


The above story is based on Materials provided by Cell Press.

Read more at http://www.geologyin.com/2018/08/trapped-in-99-million-year-old-amber.html#GKaXU2rMogyxRy3b.99

domingo, 16 de junho de 2019

Preso em Âmbar 99 milhões de anos, um besouro com pólen pilfered

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Esta imagem mostra uma vista dorsal do besouro Cretoparacucujus cycadophilus meados do Cretáceo, incluindo as cavidades mandibulares que provavelmente são usadas para polinização.

A descoberta está entre as evidências mais fortes no registro fóssil de que os insetos polinizaram as cíclades pré-históricas, uma planta que precedeu plantas com flores.

Plantas com flores são bem conhecidas por sua relação especial com os insetos e outros animais que servem como seus polinizadores. Mas, antes do surgimento das angiospermas, outro grupo de gimnospermas perenes incomuns, conhecidas como cicas, pode ter sido a primeira planta polinizada por insetos. Agora, pesquisadores relatando na revista Current Biology em 16 de agosto descobriram a mais antiga evidência fóssil definitiva desse relacionamento íntimo entre cicas e insetos.

A descoberta veio na forma de um antigo besouro boganiid preservado em âmbar birmanês por cerca de 99 milhões de anos, juntamente com grãos de pólen de cicadáceas. O besouro também mostra adaptações especiais, incluindo manchas mandibulares, para o transporte de pólen de cicadáceas.


"Os besouros boganídeos são antigos polinizadores de cicadáceas desde a Era das Cíceras e dos Dinossauros", diz Chenyang Cai, hoje pesquisador da Universidade de Bristol. "Nossa descoberta indica uma provável origem antiga de polinização por besouros de cicadáceas, pelo menos no início do Jurássico, muito antes da dominância de angiospermas e da radiação de polinizadores de plantas com flores, como as abelhas, mais tarde no Cretáceo."

Quando o supervisor de Cai, Diying Huang, no Instituto de Geologia e Paleontologia de Nanjing, da Academia Chinesa de Ciências, mostrou-lhe pela primeira vez o besouro preso em âmbar, ele ficou imediatamente intrigado. Ele reconheceu que suas grandes mandíbulas com cavidades eriçadas poderiam sugerir que o besouro era um polinizador de cicas.

Depois de cortar, aparar e polir o espécime para obter uma melhor aparência sob um microscópio, a excitação de Cai só aumentou. O besouro carregava vários pedaços de minúsculos grãos de pólen. Cai consultou Liqin Li, especialista em pólen antigo da Academia Chinesa de Ciências, que confirmou que os grãos de pólen pertenciam a uma cicadácea.

Os pesquisadores também conduziram uma extensa análise filogenética para explorar a árvore genealógica do besouro. Sua análise indica que o besouro fossilizado pertencia a um grupo irmão do Paracucujus australiano existente, que poliniza a relíquia Macrozamia riedlei. A descoberta, juntamente com a atual distribuição disjunta de pares de besouros herbívoros e cicadelas na África do Sul e na Austrália, apoiam uma antiga origem da polinização de besouros das cicas, afirmam os pesquisadores.

Cai observa que as descobertas, juntamente com a distribuição de besouros boganídeos modernos, o levam a suspeitar que polinizadores de besouros similares às cicas ainda não foram encontrados. Ele está procurando por eles nos últimos cinco anos. O desafio, diz ele, é que os besouros jurássicos mais antigos são geralmente encontrados como fósseis de compressão não presos no âmbar.


A história acima é baseada em materiais fornecidos pela Cell Press .

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sexta-feira, 14 de agosto de 2015

Resquícios dos Andes na Amazônia

Árvores de clima frio já foram comuns na região Norte do Brasil 

CARLOS FIORAVANTI | ED. 221 | JULHO 2014
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© EDUARDO CESAR
floresta-glacial
Pesquisadores imaginam uma floresta contínua unindo a Cordilheira dos Andes (foto) à Amazônia

Porto Velho, capital de Rondônia, hoje é muito quente e abafada, mas há 30 mil anos seu território provavelmente foi frio como a atual Porto Alegre, capital do Rio Grande do Sul, a 3.500 quilômetros (km) de distância. A temperatura média anual deve ter sido de no máximo 18º Celsius (C), seis abaixo da média atual. Não havia gelo, que cobria vastas áreas ao norte e ao sul do planeta, mas a temperatura nos invernos devia chegar a 10ºC, o suficiente para fazer os atuais moradores do sudoeste da Amazônia brasileira se sentirem enregelados. Por meio de análises de pólen e dos isótopos (variações) de carbono e nitrogênio de sedimentos retirados de até 20 metros de profundidade, pesquisadores do Pará e de São Paulo concluíram que a vegetação também deve ter sido diferente. Além de espécies de árvores ainda hoje encontradas na região, a floresta abrigava outras, típicas de clima frio, que desapareceram à medida que o clima se tornou mais quente.
© COLEÇÃO DO LABORATÓRIO C-14 DO CENA/USP
Pólen de Alnus
Pólen de Alnus
O Alnus, um dos gêneros de árvores hoje extintos, marca com clareza as mudanças de clima e vegetação na região entre o norte de Rondônia e sul do Amazonas. “O Alnus só cresce em clima frio”, diz Marcelo Cohen, professor da Universidade Federal do Pará. Nesse estudo, ele identificou grãos de pólen de 65 grupos de árvores e plantas herbáceas retirados das amostras de sedimentos e acredita ter encontrado o primeiro registro de árvores de Alnus na Amazônia brasileira. Na América do Sul, árvores desse gênero são encontradas atualmente em regiões acima de 2 mil metros de altitude na cordilheira dos Andes, a pelo menos mil km de Porto Velho.
© COLEÇÃO DO LABORATÓRIO C-14 DO CENA/USP
Pólen de Weinmannia
Pólen de Weinmannia

Por serem leves e minúsculos, com diâmetro variando de 10 a 40 micrômetros (1 micrômetro equivale à milésima parte do milímetro), os grãos de pólen podem ser transportados facilmente pelo vento ou pela água da chuva e dos rios. “Na região estudada”, diz Cohen, “o percentual de pólen de Alnus chegou a 11% do total encontrado, muito acima do esperado para a dispersão pelos rios ou vento”. Segundo ele, essa era uma indicação de que as populações de Alnus, vindas provavelmente dos Andes, devem ter encontrado condições favoráveis para seu crescimento nas terras baixas do oeste da Amazônia entre 40 mil e 20 mil anos, e depois se extinguido, à medida que o clima se tornou mais quente. Cohen identificou também pólen de outros gêneros de árvores de clima frio, como Hedyosmum, Weinmannia, Podocarpus, Ilex e Drymis, já identificados em outros pontos da Amazônia. Podocarpus, por exemplo, é um gênero de árvore do grupo das coníferas, como as araucárias, que ainda crescem no Sudeste e Sul do país.

Com base nesse trabalho, torna-se possível imaginar uma floresta contínua unindo os Andes à Amazônia, com as espécies de árvores de clima frio mais comuns a oeste e as de clima quente a leste, naquele período. “Havia uma mistura de espécies de árvores, formando uma floresta glacial, muito singular, como não existe mais hoje”, diz Cohen. À medida que o clima se tornava quente, as plantas que crescem apenas sob temperaturas mais baixas desapareceram, permitindo a expansão das mais adaptadas ao clima quente ou resistentes a variações climáticas intensas. Os pesquisadores encontraram também trechos de rios abandonados que formaram lagos, depois preenchidos por sedimentos e cobertos por vegetação herbácea, formando as savanas.
© COLEÇÃO DO LABORATÓRIO C-14 DO CENA/USP
Pólen de Podocarpus

Florestas avançam

A identificação de muitas espécies arbóreas e de clima frio é também uma indicação de que o clima entre 40 mil e 30 mil anos era frio e úmido, e não frio e seco, como outros especialistas haviam indicado, segundo Luiz Carlos Pessenda, pesquisador no Centro de Energia Nuclear da Agricultura (Cena) da Universidade de São Paulo (USP). Pessenda obteve em 2001 as primeiras indicações de que o clima no sudoeste da Amazônia era úmido, provavelmente com chuvas regulares. Ele, com sua equipe, coletou amostras de solo em uma linha de 250 km entre Humaitá, sul do estado do Amazonas, e Porto Velho, e verificou o predomínio de plantas adaptadas à umidade. Estudos recentes com rochas de cavernas, realizados por outros grupos de São Paulo e de Minas Gerais, reforçam a hipótese de que o clima deve ter sido úmido e, portanto, chovido mais do que se pensava na região, principalmente entre 30 mil e 20 mil anos, quando o nível do mar devia estar 100 metros abaixo do atual e o litoral, a 100 km da atual linha de costa e a América do Sul e a Antártida, unidas por um istmo de gelo. Além disso, capas de gelo com até 3,5 km de espessura cobriam boa parte da América do Norte, Europa e Oceania.

Para Pessenda, esses resultados reforçam sua hipótese de que a umidade da floresta amazônica é que deve ter abastecido outra floresta híbrida, a da serra do Mar no estado de São Paulo, a quase 3 mil km de distância, cuja vegetação ele analisou em outros estudos. Há 30 mil anos, a serra do Mar era coberta por espécies de árvores de dois ecossistemas distintos, a mata atlântica e a mata de araucária. Depois, como na Amazônia, também ali sobreviveram apenas as resistentes a temperaturas mais elevadas e depois também desapareceram, cedendo espaço para os atuais campos (ver Pesquisa FAPESP nº 160).
© EDUARDO CESAR
Vegetação característica da floresta amazônica.

Nos últimos 15 anos, Pessenda tem examinado pólen e a proporção entre as formas (isótopos) de carbono e nitrogênio de sedimentos de todo o país, além de ter formado uma coleção com cerca de 4.500 amostras de grãos de pólen que fundamentam trabalhos como o de Cohen, que fez o pós-doutorado em seu laboratório em 2011. Seus estudos revelam a constante transformação das florestas e a retração dos campos, que já foram mais amplos por todo o país, desde aproximadamente 4 mil anos. Segundo Pessenda, a maior parte das áreas hoje ainda ocupadas por campos em São Paulo e Rondônia, por exemplo, tende a desaparecer, mesmo sem a expansão das cidades e da agropecuária, e ser naturalmente ocupadas por florestas, em algumas dezenas de séculos, em resposta ao clima atual.

Artigo científico

COHEN, M.C.L. et al. Late Pleistocene glacial forest of Humaitá-Western Amazonia. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. dez. 2013.