13
This article appeared in a journal published by Elsevier. The attached copy is furnished to the author for internal non-commercial research and education use, including for instruction at the authors institution and sharing with colleagues. Other uses, including reproduction and distribution, or selling or licensing copies, or posting to personal, institutional or third party websites are prohibited. In most cases authors are permitted to post their version of the article (e.g. in Word or Tex form) to their personal website or institutional repository. Authors requiring further information regarding Elsevier’s archiving and manuscript policies are encouraged to visit: http://www.elsevier.com/copyright

Vetlugospermum and Vetlugospermaceae: A new genus and family of peltasperms from the Lower Triassic of Moscow syneclise (Russia)

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Geobios, Volume 45, Issue 5, Pages 451-462Serge V. Naugolnykh

Citation preview

Page 1: Vetlugospermum and Vetlugospermaceae: A new genus and family of peltasperms from the Lower Triassic of Moscow syneclise (Russia)

7/21/2019 Vetlugospermum and Vetlugospermaceae: A new genus and family of peltasperms from the Lower Triassic of Mos…

http://slidepdf.com/reader/full/vetlugospermum-and-vetlugospermaceae-a-new-genus-and-family-of-peltasperms 1/13

This article appeared in a journal published by Elsevier. The attached

copy is furnished to the author for internal non-commercial research

and education use, including for instruction at the authors institution

and sharing with colleagues.

Other uses, including reproduction and distribution, or selling or

licensing copies, or posting to personal, institutional or third partywebsites are prohibited.

In most cases authors are permitted to post their version of the

article (e.g. in Word or Tex form) to their personal website or

institutional repository. Authors requiring further information

regarding Elsevier’s archiving and manuscript policies are

encouraged to visit:

http://www.elsevier.com/copyright

Page 2: Vetlugospermum and Vetlugospermaceae: A new genus and family of peltasperms from the Lower Triassic of Moscow syneclise (Russia)

7/21/2019 Vetlugospermum and Vetlugospermaceae: A new genus and family of peltasperms from the Lower Triassic of Mos…

http://slidepdf.com/reader/full/vetlugospermum-and-vetlugospermaceae-a-new-genus-and-family-of-peltasperms 2/13

Author's personal copy

Original article

Vetlugospermum 

and 

Vetlugospermaceae: 

new 

genus 

and 

family 

of  

peltaspermsfrom

 

the 

Lower 

Triassic of  

Moscow 

syneclise 

(Russia)§

Serge V. Naugolnykh

Laboratory 

of  

Paleofloristics, 

Geological 

Institute, 

Russian 

 Academy 

of  

Sciences, 

Pyzhevsky 

 per. 

7, 

119017  

Moscow, 

Russia

1. 

Introduction

The  time   just  before  and  after  the  Permian/Triassic  ecosystem

crises  (the   so-called  ‘‘time  vicinity’’  of   P/T  boundary),   also  known

by  the  mass  extinction   of   animals  and  plants   (Retallack,  1995;  Gall

et  al.,  1998),  was  characterized  by  the  appearance   of   short-lived

genera.  This   phenomenon   was  first  established  on  the  basis  of 

invertebrate  and  tetrapod  data   (Kalandadze  and  Rautian,   1993),

but  was  later  also  recorded   by  palaeobotanists  (Naugolnykh,  2005,

2007b;  Mogutcheva   and  Naugolnykh,  2010).  Such  short-lived

plant  genera  were  described  from   the  uppermost   Permian  deposits

of   the  Vladimirian  stage  (uppermost   Permian  of   Russia:  Naugol-

nykh,   2005,  2006) from  the  European   part   of   Russia  (for  example,

Vjaznikopteris  Naugolnykh,  2006),  and  from  the  lowermost  Triassic

deposits  (Induan   stage)  of   the  Tunguska   basin,  Siberia  (e.g.,

Mesocrossotheca  Naugolnykh  and  Mogutcheva   in  Mogutcheva   and

Naugolnykh,  2001;  Gagariostrobus  Mogutcheva   in  Mogutcheva   and

Grigorieva,  1987,  emend.   Mogutcheva   and  Naugolnykh,  2010).  One

of   these  short-lived  genera,  the  new  genus  Vetlugospermum

Naugolnykh,  is  described  herein  from   lowermost  Triassic  deposits

of   the  European   part   of   Russia.

This   new  genus   belongs  to  the  peltasperms,  a  group   of 

gymnosperms  now  considered  as  a  class  by  many   botanists

(e.g.,  Rojas,  1925;  Cronquist,   1981;  Doweld,  2001).  A  broad  concept

of   peltasperms  (the   order  Peltaspermales)  was  proposed  by  Meyen

(1982, 

1983, 

1984, 

1987, 

1988). Meyen’s 

concept 

of  

the 

orderPeltaspermales  included   the  following  families:  Trichopityaceae,

Peltaspermaceae,  Umkomasiaceae  (=  Corystospermaceae),  Cardi-

olepidaceae  (now  Angaropeltaceae,  =  Angaropeltidaceae  nom.

ungramm.;   see  discussion  below).  Thus,   the  order  Peltaspermales

according   to  Meyen  included   not  only   gymnosperms  with  classical

(typical)  ovuliferous  discs  and  their  morphogenetic  derivates,  but

also  gymnosperms  with  foliar  and  cladoid  seed-bearing  organs  of 

different  types.  Within   such   an  extremely  broad  understanding   of 

the  Peltaspermales,  Meyen  included   the  primitive  Palaeozoic

ginkgophytes,  which   the  author   considers  to  belong  to  another   line

of   gymnosperm  evolution  (Naugolnykh,   2007a).

After  following  Meyen’s   concept   of   the  order  Peltaspermales  for

a  long   time  (e.g.,  Naugolnykh,  1998),  and  after  a  detailed  analysis  of 

the  systematics  of   early  ginkgophytes,  it  proved  necessary  to

modify  Meyen’s   concept   and  exclude   the  families  Trichopityaceae

and  Umkomasiaceae  from   the  order.   The  Trichopityaceae  together

with  the  closely  related  families  Psygmophyllaceae  and  Cheir-

ocladaceae   are  placed  in  the  order  Ginkgoales  (Naugolnykh,

2007a).

According   to  the  current   author’s   viewpoint,  only   three  families

(Peltaspermaceae,  Vetlugospermaceae,  and  Angaropeltaceae)  can

be  assigned  to  the  Peltaspermales.  The  genera   attributed  to  these

families  are  briefly  discussed  below.

2.  Regional  stratigraphy 

Regional  stratigraphy  of   the  uppermost   Permian  and  lowermost

Triassic  deposits  in  the  European   part  of   Russia  has  been  under

Geobios 

45 

(2012) 

451–462

R  

L  

O

 Article history:

Received   14  April  2011

Accepted  28  October  2011

Available   online  14   July  2012

Keywords:

Peltasperms

Gymnosperms

Systematics

New  taxa

Permian

Triassic

P/T  boundary

R  

T

A new genusand species,Vetlugospermumrombicum, belonging to thepeltaspermalean gymnosperms is

described. Vetlugospermum nov. gen. andNavipelta are placed into the new family Vetlugospermaceae.

General problems of peltasperm systematics and relationships between the different genera from the

Permian and Triassic are discussed.

 

2012 

Published by Elsevier Masson SAS.

§ Corresponding  editor:  Marc  Philippe.

E-mail  address:  [email protected]

 Available 

online 

at

www.sciencedirect.com

0016-6995/$  –  see  front  matter 

  2012  Published  by  Elsevier   Masson  SAS.

http://dx.doi.org/10.1016/j.geobios.2011.10.009

Page 3: Vetlugospermum and Vetlugospermaceae: A new genus and family of peltasperms from the Lower Triassic of Moscow syneclise (Russia)

7/21/2019 Vetlugospermum and Vetlugospermaceae: A new genus and family of peltasperms from the Lower Triassic of Mos…

http://slidepdf.com/reader/full/vetlugospermum-and-vetlugospermaceae-a-new-genus-and-family-of-peltasperms 3/13

Author's personal copy

serious  discussion  for  the  last  few  decades.  Traditionally  it  was

thought   that  there  was  a  gap  between  the  uppermost   Permian

(Tatarian)  and  the  lowermost  Triassic  deposits  in  that  area.  But  a

careful  study   of   several  representative  sections  located  in  the

Vologda  (Nedubrovo   section),  Vladimir  (Vjazniki  section),  Nizhni

Novgorod  regions  (Gorohovets  section),  and  the  Vetluga  River

basin 

(Spasskoe 

locality) 

has 

shown 

stratigraphical 

continuity 

inseveral  places  in  the  European   part   of   Russia  (Lozovsky  and

Esaulova,  1998).  The  deposits  between  the  upper  part  of   the

Vjatskian  stage  (formerly  upper  part   of   the  Tatarian  stage)  and  the

lower  part  of   the  Vetluga  Series  (Vokhminian  Formation  corre-

sponding   to  the  Induan   stage  of   the  International   Stratigraphic

Scale)  were  singled  out  for  a  new  stage  of   the  uppermost   Permian

of   the  Russian  platform.  This   stage,  established  by  the  author

(Naugolnykh,   2005),  was  named  as  the  Vladimirian  stage  with  a

stratotype  section  located  near   the  City   of   Vjazniki.  This   stage  was

accepted   and  used  in  several  recently  published  stratigraphic,

palaeontological  and  geological  works  (Ozhgibesov  et  al.,  2009;

Pukhonto   and  Naugolnykh,  2009;  Yang   et  al.,  2011). It  was  cited  by

other   stratigraphers  dealing  with  the  Upper  Permian  and  Lower

Triassic  deposits  in  that   area  (Lozovsky  and  Kukhtinov,   2007),

although   in  the  latter  work  another   name   (Vjaznikovskian,  a  later

synonym  of   Vladimirian)  was  used  for  this   stratigraphic  interval.

The  name   ‘‘Vjaznikovskian’’  was  preoccupied   and  in  use  before  the

proposal   by  Lozovsky  and  Kukhtinov   (Strock  et  al.,  1984)  and  so

cannot   be  used  in  any  other  different  stratigraphic  sense  from  its

original  meaning.  The  Vladimirian  stage  can  be  correlated  with  the

Zechstein  deposits  in  Western  Europe   and  synchronous   deposits  in

Northern   China   on  the  basis  of   common   plant  macrofossils

(Lepidopteris   martinsii  and  its  nearest  relatives,  Ullmannia, and

Neocalamites   mansfeldicus). The  Vladimirian  stage  is   more   or  less

comparable   to  the  Wuchiapingian  stage  of   the  International

Stratigraphic  Scale.

The  deposits  of   the  Spasskoe  locality  are  slightly  younger  than

the  Vladimirian  stage  and  should   be  regarded  as  the  lowermost

Triassic  based  on  Tupilakosaurus  and  Lystrosaurus  (Ivakhnenko

et  al.,  1997).  However,  the  lower  part  of   the  Spasskoe  section  may

be  of   Late  Permian  age,  because  a  Daptocephalus-like  dicynodont

skull  was  found  nearby   in  the  village  Voskresenskoe  (Petukhov,

1992;  Lucas,   2005).

The Nedubrovo  section,   containing   remains of   Navipelta

Karasev, is  regarded   by  the author  as   Vladimirian in  age,  but

the Spasskoe locality containing  Vetlugospermum   nov. gen.

remains is 

slightly younger; therefore 

Navipelta 

and Vetlugosper-

mum nov. gen.  were  probably   separated by at  least  several

thousand  years.

3. 

Material, 

source 

strata, 

and 

methods

All  the  material  described  in  this  paper  comes   from  theSpasskoe  locality  situated  in  the  middle  part  of   the  Vetluga  River

Basin,  on  the  left  (east)  bank   of   the  river  near  Spasskoe  village

(Fig.  1).  This  collection  was  kindly  provided  to  the  author   by

geologists  Arefiev,  Brodjazhenko,   and  Petukhov   (all  from  Moscow).

The  Spasskoe  locality  is  very  well  known   as  an  important   source   of 

numerous   Lower  Triassic  vertebrate  fossils:  Tupilakosauridae:

Tupilakosaurus  wetlugensis  Shishkin;  Bystrowianidae:   Axitectum

vjushkovi  Shishkin  and  Novikov;  Procolophonidae:   Phaanthosaurus

ignatievii  Tchudinov   and  Vjushkov;  Proterosuchidae:   Vonhuenia

 friedrichi  Sennikov;  Prolacertidae:  Microcnemis  sp.  (Ivakhnenko

et  al.,  1997).  The  strata  of   the  Vokhminian   Series  exposed  in  the

Spasskoe  locality  also  contain  numerous   ostracods  (Strock   et  al.,

1984): Darwinula  fragilis  Schn.,  D.   oblonga  Schn.,  D.  triassica  Belous.,

D.  mera  Misch.,  D.  cara  Misch.,  D.  indemnis  Misch.,  Gerdalia  longaBelous.,  G.   polenovi  Belous.,  G.  rixosa  Misch.,  G.  variabilis  Misch.,

G.  compressa  Misch.

The presence of   fossil  plant debris  in  the  deposits of   the

Spasskoe locality and adjacent  areas was noted  by many

stratigraphers   and paleontologists  (Strock  et  al., 1984),   but no

details   were  published   untilnow. The plant fossils were  collected

from  a  lens   of   blue-gray   or  sometimes   slightly yellowish

aleurolites   and siltstones with  fine sandy  intercalations and thin

clayey laminations.The  plant fossil-bearing  layer  is  located in  the

upper  part  of   the  lens. There  are small clay or  argillite  pebbles at

the very basalpart  of   the  layer  (Figs. 2  and3(2,3)).The lithology of 

the fossil-bearing deposit points to a  gradational   pattern

indicating high energy stream conditions  (pebble-containing

basal conglomerate),  through   middle   energy conditions  (middle

sandy part), to very  slow  or  even stable stagnate  conditions   of   a

shallow lake 

in 

the uppermost 

clayey part 

of  

the sequence. The

plant fossils are concentrated  in  the middle  (sandy) part  of   the

layer.

The  maximal  thickness  of   the  fossil-bearing  layer  (the   middle

sandy  part  of   the  lense)  is  10  cm  and  gradually  decreases  in  a

lateral  direction.   The  observed  lateral  extension  of   the  layer  is  60  to

70  cm.  The  upper   surface  of   the  layer  is  more  or  less  smooth   andhorizontal.   The  lower  surface  of   the  layer  is  wide  U-shaped.  The

lens,  containing   the  fossil-bearing  layer,  lies  in  a  monotonous

packet   of   red  clays.

Most  of   the  upper   part  of   the  Spasskoe  sequence   contains

numerous   vertebrate  fossils  (separate  vertebrae  and  other

postcranial  elements,  as  well  as  rare  skull  fragments)  of   the

amphibian  Tupilakosaurus  wetlugensis  (Ivakhnenko  et  al.,  1997),

which   clearly  indicates  the  Early  Triassic  age  of   the  upper   part   of 

this   outcrop.   The  taphonomy   of   the  Spasskoe  locality  was  briefly

discussed  in  a  preliminary  report   by  Petukhov   (1992),  who  mainly

concentrated   on  the  tetrapod  remains.

According   to  the  author,   the  deposits  of   the  Spasskoe  locality

represent  sediments  of   a  so-called  ‘‘peneplain  proluvium’’

(Tverdokhlebov,  1989),  formed  on  a  wide  plain  with  occasionalrare   shallow-water  lakes  and  ephemeral  streams  that  filled  with

water  only   during   infrequent   and  short  wet  seasons.  The  lens

Fig.  1.  Geographical  position  of   the  Spasskoe  locality  (indicated  by  an   asterisk).

S.V.  Naugolnykh  /  Geobios  45  (2012)  451–462452

Page 4: Vetlugospermum and Vetlugospermaceae: A new genus and family of peltasperms from the Lower Triassic of Moscow syneclise (Russia)

7/21/2019 Vetlugospermum and Vetlugospermaceae: A new genus and family of peltasperms from the Lower Triassic of Mos…

http://slidepdf.com/reader/full/vetlugospermum-and-vetlugospermaceae-a-new-genus-and-family-of-peltasperms 4/13

Author's personal copy

containing   the  plant  fossils  was  deposited  in  the  channels   of   such

an  ephemeral  short-lived  stream  during   a  wet  season.  The  plant

remains  studied  have   an  uncommon   type   of   preservation.  Plant

tissues  have  been  completely  replaced  by  clay  minerals  and  no

organic  material  is  preserved.  They   are  preserved  in  3D,  without

any  secondary  compression,  and  their  3D  macromorphology   can

be  studied  in  great  detail.  Besides  the  3D  plant  fossils,  severalimpressions  both  of   adaxial  and  abaxial  surfaces  occur.

For  a  better understanding  of   the plant  morphology, the

author  used a  methodology   initially   adapted   for the  taphonom-

ic/morphodynamic analysis and reconstruction of   the  enigmatic

Late   Proterozoic   (Vendian) genus  Inaria (Grazhdankin,   2000).

This   method  was   applied to  the present material with  some

modifications, including  the  use of    the photographs   with

different   magnifications   and different  light  for adequate  show-

ing  of   the original specimen  topology and morphology. Only the

five best  preserved  fossils were selected for a  detailed

description.   The other  available specimens were used as

additional material  to  support conclusions through  the follow-

ing  process   (Figs. 3–7):

  each  selected  specimen  was  figured   as  a  hand-made   line-

drawing  traced  from  a  high   resolution  photograph;

  an  analytical  reconstruction   of   the  position  of   the  plant  remain  in

the  sediment  is  shown,   as  well  as  a  demonstration  of   how  the

specimen  is  oriented  towards  to  an  observer.  The  actual

specimen  is  shown  in  black  colour;

  3D  graphic  block-diagrams  were  made   for  the  most   important

specimens;

  the  resulting  conclusions   were  used  for  the  reconstruction   of   thewhole  reproductive  unit.

4. 

Systematic 

paleontology 

Class  PELTASPERMOPSIDA   Cronquist,   1981

Order   PELTASPERMALES   Taylor,  1981

Family  VETLUGOSPERMACEAE   nov.   fam.  Naugolnykh Type-genus:   Vetlugospermum  nov.  gen.  Naugolnykh

Distribution: Uppermost  Permian  and  Lower  Triassic  of   the

Russian  platform.

Composition:   Vetlugospermum  nov.   gen.  Naugolnykh;  Navi-

 pelta  Karasev,  2009.

Diagnosis:   Female  reproductive  organs   consisting  of   peltate

bilaterally  symmetrical  megasporophylls.  Stalk  attached   to  centerof   adaxial  surface  of   megasporophyll.  Seeds  round  to  ovoid,

platyspermic.

Fig.  2.  Lithology  of   the  plant-bearing  layer   of   the  Spasskoe  locality  (right)  and  its   position   (locality   indicated  by  the  trifoliar  mark)  in   the  general  succession  of   the  Lower

Triassic  sediments  in  the  Vetluga  River   Basin  (left;  modified  after  Lozovsky  and  Blom,  1998).   Legend:  1:  small  clayey  pebbles;  2:  sand;  3:  siltstone  (argillite);  4:  clay;  5:  sandy

lenses  in  siltstones  or   in   clay  deposits;  6:  level   with  plant  macrofossils.  Scale:   1  m  (left)   and  1  cm  (right).

S.V.   Naugolnykh  /  Geobios  45  (2012)  451–462  453

Page 5: Vetlugospermum and Vetlugospermaceae: A new genus and family of peltasperms from the Lower Triassic of Moscow syneclise (Russia)

7/21/2019 Vetlugospermum and Vetlugospermaceae: A new genus and family of peltasperms from the Lower Triassic of Mos…

http://slidepdf.com/reader/full/vetlugospermum-and-vetlugospermaceae-a-new-genus-and-family-of-peltasperms 5/13

Author's personal copy

Remarks:  This   new  family  differs  from  the  closely  related

Peltaspermaceae  in  bilateral  symmetry  of   seed-bearing  shields(megasporophylls)  with  the  stalk  attached   to  the  center   of   the

adaxial  surface  of   the  shield.

Genus  

Vetlugospermum  nov.   gen.  Naugolnykh

 Type-species:  Vetlugospermum  rombicum  nov.   gen.,  nov.  sp.

Naugolnykh

Composition:  Type-species  only.

Distribution:  Uppermost  Upper   Permian  (Vladimirian  stage;

Naugolnykh,  2005) and  lowermost  Lower  Triassic  (Induan   stage;

basal  part  of   local  Vetluga  Series)  of   the  Russian  platform.

Diagnosis: Bilaterally  symmetrical  megasporophylls  bearing

seeds  around   a  central   stalk.  Adaxial  surface  of   megasporophyll

shield  has  concentric   ridge.  Ridge  consists  of   two  symmetrical

branches 

connected 

to 

each 

other 

in 

upper 

and 

lower 

margins 

of megasporophyll  shield.  Ridge  separated  from  megasporophyll

margin  by  horizontal   limb.

Remarks:  The  most   similar  genus  is  Navipelta  Karasev,  2009.

The  new  genus   Vetlugospermum   differs  from  Navipelta  in:

  presence  of   a  distinctive  adaxial  protective  ridge;

  presence  of   a  smaller  number   of   seed  scars  (or  seeds  attached  to

the  megasporophyll  [megasporangiate]  shield);

  negative  relief   (shallow  depression)  of   the  megasporophyll

abaxial  surface;

  different  shape  of   the  megasporophyll  shield  (the   megasporo-

phyll  of   Navipelta  is  considerably  wider,  with  the  widest  part

being  at  the  pointed   upper   part;  the  megasporophyll  of 

Vetlugospermum  nov.   gen.  is  narrower,  with  the  widest  part   at

the  lower  rounded   part).

Moreover,  Navipelta  has  no  basal  commissure,  which  is   always

present  and  well-developed  on  the  Vetlugospermum  nov.   gen.

megasporophyll  shield.  Besides,  it  is  suggested  that  the  cone-likeaggregations  of   Vetlugospermum   nov.  gen.  consist  of   megaspor-

ophylls  arranged  in  parastichi.  In  other   words,  the  megaspor-

Fig.  3.  Vetlugospermum  rombicum  nov.  gen.,  nov.  sp.  (1,  4,  5)  and  lithology  of   the  Spasskoe  locality  (2,  3).  1,  spec.  4851/162a;  2,  3,  4851/162;  4,  spec.  4851/162a-b;  5,  spec.

4851/164.  Scale   bars:  1   cm.

S.V.  Naugolnykh  /  Geobios  45  (2012)  451–462454

Page 6: Vetlugospermum and Vetlugospermaceae: A new genus and family of peltasperms from the Lower Triassic of Moscow syneclise (Russia)

7/21/2019 Vetlugospermum and Vetlugospermaceae: A new genus and family of peltasperms from the Lower Triassic of Mos…

http://slidepdf.com/reader/full/vetlugospermum-and-vetlugospermaceae-a-new-genus-and-family-of-peltasperms 6/13

Author's personal copy

ophylls  sit  closely  spaced  on  the  fertile  axis  in  a  diagonal

arrangement. 

In 

contrast 

to 

this, 

Navipelta 

had 

megasporophyll

aggregations  with  the  megasporophylls  arranged  in  orthostichi,

forming  vertical  rows   on  the  fertile  axis.  Nonetheless,  both   genera

are  very  similar  and  phylogenetically  were  undoubtedly   close  to

each   other  (see  the  ‘‘Discussion’’  section  below).  They  are  united

here   into  the  new  family  Vetlugospermaceae.

Vetlugospermum  nov.   gen.  differs  from   other   peltaspermousfemale  reproductive  organs:  Peltaspermum  Harris  (including

Peltaspermopsis  Gomankov,  younger  synonym   of   Peltaspermum;

Naugolnykh,  2001,  2008),   Aspidion  Zalessky,  Lopadiangium  Zhao,

and  Shenzhouspermum  Yang,  Xie  and  Wu  in  having  bilateral

symmetry;  from  Autunia  Krasser  emend.   Kerp  in  having   numerous

seed  scars  ( Autunia  has  only   two  seed  scars),  and  from  Autuniopsis

Poort  and  Kerp  (and   also  Autunia) in  having  central   (not  lateral  or

marginal)  stalk.  A  comparative  analysis  of   the  peltasperm  genera

listed  above  is  given  under  the  ‘‘Discussion’’  section.

Vetlugospermum  rombicum  nov.   gen.,  nov.  sp.  Naugolnykh

Figs.  3–8,  9(D,D1).

Holotype:  GIN  4851/163d  (Figs.  4(B),  6(4)).

Material  examined: 

Megasporophyll 

shields 

GIN 

4851/162a-c(three   well  preserved  specimens  on  one  slab;  six  additional  partly

preserved  specimens  on  the  same  slab),  4851/163a-g  (eight  well

preserved  specimens;  d,  holotype;  five  additional  partly  preserved

specimens 

on 

the 

same 

slab; 

counterpart 

of  

4851/162), 

4851/164,

4851/165,  isolated  seeds  GIN  4851/162,  4851/163.

Diagnosis:  Bilaterally symmetrical megasporophylls,  bearing

10  to  12  seed scars around  a  central stalk.  Seeds round  to  ovoid,

slightly flattened, platyspermic,   longitudinally   ribbed,   with

narrow  flat marginal limb  formed by soft  sarcotestal tissues.

Abaxial surface of   megasporophyll   shield has   wide   shallowcentral   depression.   Adaxial   surface of   megasporophyll   shield has

well-developed   ridge  concentrically   surrounding   area where

seed  scars are  located.   Ridge  consists   of   two  symmetrical

branches connected to  each  other  in   upper  and lower  margins

of   megasporophyll shield. Ridge  separated   from  megasporophyll

margin   by wide  horizontal limb  oriented to  ridge   by right

angle.Description:   The  separate  descriptions  of   the  five  best

preserved  specimens  are  proposed.  The  specimen  selected  as

the  holotype   shows  all  the  most  important  features  characteristic

of   both   this  genus  and  species.

The  description  includes   information  about  functionally  upper

outer   (abaxial)  and  functionally  lower  inner   (adaxial)  surfaces  of 

megasporophyll,  normally  are  seen  on  different  specimens.The  typical  example  of   the  outer   (abaxial)  surface  of   the

Vetlugospermum   rombicum  nov.   gen.,  nov.  sp.  megasporophyll   is

Fig.  4.  Vetlugospermum  rombicum  nov.  gen.,  nov.  sp.,  Spasskoe  locality.  A.  Spec.  4851/162a.  B.  Holotype  4851/163d.  C.  Spec.  4851/164.  D.  Spec.  4851/165.  Scale   bars:  1  cm.

S.V.   Naugolnykh  /  Geobios  45  (2012)  451–462  455

Page 7: Vetlugospermum and Vetlugospermaceae: A new genus and family of peltasperms from the Lower Triassic of Moscow syneclise (Russia)

7/21/2019 Vetlugospermum and Vetlugospermaceae: A new genus and family of peltasperms from the Lower Triassic of Mos…

http://slidepdf.com/reader/full/vetlugospermum-and-vetlugospermaceae-a-new-genus-and-family-of-peltasperms 7/13

Author's personal copy

shown  on  spec.  GIN4851/162a  (Fig.  4(A)).  The  megasporophyll  is

12  mm  long  and  7  mm  wide,  of   rhombic   outline   with  a  slightly

acute   apical  (upper)   part.  The  outer  surface  has  a  clear  but  shallow

depression,  expressed  on  the  negative  imprint  as  a  raised  area.  Thedepression  corresponds   to  the  place  of   the  adaxial  (functionally

lower)  surface  where  the  stalk  was  attached   to  the  megasporophyll

shield.  The  shield  has  a  distinct  marginal  limb  3  to  4  mm  wide,

occupying   the  space  between  the  protective  ridge  (see  below)  and

megasporophyll  margin.  The  adaxial  surface  of   the  megasporo-

phyll  shield  is  smooth,   with  very  weak  unclear  radial  ribs  and

furrows  corresponding   to  the  cellular  structure  of   the  megasporo-

phyll  epidermis.

The  holotype  (GIN4851/163d;  Figs.  4(B),   6(4))  shows  a  slightly

deeper  layer  of   preserved  mesophyll  tissues.  The  general  shape  of 

the  holotype   megasporophyll  shield  is  rhombic.   The  shield  is

10  mm  long   and  6  mm  wide.  Bilateral  symmetry  of   the  megaspo-

rophyll  shield  is  clearly  seen.  The  stalk  is  connected   to  the  central

part   of   the  megasporophyll  shield  and  is  flattened  along  themegasporophyll  axis.  There  are  small  (0.8  mm  in  diameter)  round

structures   around   the  stalk  (eight  on  the  left  side  and  five  partly

preserved  structures   on  the  right  side  of   the  megasporophyll  as  it  is

oriented   on  Fig.  4(B)).  These  round  structures   should  reflect   the

position  of   mechanical   tissues  surrounding   seed  scars,  but  the  seed

scars  themselves  are  not  exposed  on  the  holotype.  There  is  a  well-developed  protective  ridge  disposed  between  the  megasporophyll

margin  and  the  location  of   the  seed  scar.  This   ridge  on  the  holotype

is  preserved  as  a  long   and  deep   split  around  the  stalk  and

submerged  into  rock  matrix.  The  ridge  is  0.2  mm  thick.   The  ridge

comes   along  the  megasporophyll  margin,  but  is  separated  from   it

by  the  marginal  limb.

The  third  specimen  (GIN  4851/164)  shows  an  even  deeper   layer

of   preserved  mesophyll  tissues  (Fig.  4(C)).  The  megasporophyll

shield  measures  9    14  mm.  This   specimen  allows  us  to  study  a

partly  exposed  adaxial  surface  of   this   reproductive   organ.  The  right

(according   to  position  on  Fig.  4(C))   marginal  limb  is  fully  detached.

Therefore  one  can  observe  a  complete   megasporophyll  right  ridge.

The  left  branch   of   the  ridge  is  submerged  into  rock   matrix  and

exposed   just  as  a  split  because  of   partly  destroyed  plant  tissues.The  place  where  the  central  stalk  was  attached  to  the  megasporo-

phyll  shield  is  noticeable.  One  side  of   the  megasporophyll  shield

Fig.  5.  Vetlugospermum  rombicum  nov.  gen.,   nov.  sp.,  Spasskoe  locality.   1, spec.  4851/163a;  2,  spec.  4851/163a-b;  3, spec.  4851/163a;  4, spec.  4851/165;  5, spec.  4851/163c;  6,

spec.  4851/165;  7,   spec.  4851/164.  Scale   bars:  1   cm.

S.V.  Naugolnykh  /  Geobios  45  (2012)  451–462456

Page 8: Vetlugospermum and Vetlugospermaceae: A new genus and family of peltasperms from the Lower Triassic of Moscow syneclise (Russia)

7/21/2019 Vetlugospermum and Vetlugospermaceae: A new genus and family of peltasperms from the Lower Triassic of Mos…

http://slidepdf.com/reader/full/vetlugospermum-and-vetlugospermaceae-a-new-genus-and-family-of-peltasperms 8/13

Author's personal copy

also  shows  six  round  to  ovoid  seed  scars.  Each   seed  scar  is

surrounded   by  a  ring-like  raised  area  (on  the  imprint  of   adaxial

surface  this   raised  area  looks  like  a  small  concentric   depression).According   to  the  author’s   interpretation,  these  raised  areas

correspond   to  borders  of   seed  bases.  The  central  scar  diameter

is  0.4  mm,  and  the  diameter  of   the  seed  scar  together  with  the  ring-

like  uplifting  is  about  1.0  to  1.2  mm.

The  fourth   specimen  (GIN4851/165)  is  an  impression  of   the

adaxial  surface  of   the  megasporophyll  shield.  This   specimen  has

perfectly  preserved  seed  scars.  The  left  side  (according   to  its

orientation  of   Fig.  4(D))  bears  six  seed  scars  and  the  right  bears  five.

As  for  the  previous  specimen,  each  scar  is  surrounded   by  ring-like

raised  area,  which  appears  as  a  small  shallow  depression  on  the

imprint.  The  marginal  limb  of   this   specimen  is  completely

detached.   The  specimen  is  about  5    9  mm,  but  the  total  size  of 

the  megasporophyll   shield  could  be  larger  (up  to  14–15  mm  long

and  8–9  mm  wide).The  fifth  specimen  (GIN4851/162c;   Fig.  7) is  preserved  in

almost  the  same  manner   as  the  first   one  and  represents  an  imprint

of   the  abaxial  surface  of   the  megasporophyll  shield.  Several

additional  specimens  allow  study  of   the  diversity  of   the  same

morphological  features,  which   can  be  observed  on  the  fivespecimens  described  above.

The  data   summarized  above  are  the  basis  for  the  reconstruction

of   the  Vetlugospermum  rombicum  nov.   gen.,  nov.  sp.  megasporo-

phyll  (Fig.  7, upper  part).

5. 

Systematics 

of  

peltasperms

Recently   two  main  and  substantially  different  taxonomical

approaches   were  used   in  peltasperm  systematics.

The  first  approach   is  based  on  the  traditional  description  of 

different  organs   (leaves,  male  and  female  reproductive   organs,

seeds,  wood)  separately  under   different  names,   even  if   the

probability  of   these  organs   belonging  to  the  same  parent   plant

is  very  high.   A  good  example  of   this   approach   is  the  excellentdescription  of   Lepidopteris   callipteroides  (Carpentier)  Retallack

(Retallack,  2002)  from  the  Lower  Triassic  of   Australia  and  the

Fig.  6. Vetlugospermum  rombicum  nov.  gen.,   nov.  sp.,  Spasskoe  locality.   1, spec.  4851/163e;  2,  spec.  4851/163a-d-e;  3, spec.  4851/163f-g;  4, holotype  4851/163d;  5,  spec.  4851/

163e;  6, spec.  4851/163  h.  Scale   bars:  1   cm.

S.V.   Naugolnykh  /  Geobios  45  (2012)  451–462  457

Page 9: Vetlugospermum and Vetlugospermaceae: A new genus and family of peltasperms from the Lower Triassic of Moscow syneclise (Russia)

7/21/2019 Vetlugospermum and Vetlugospermaceae: A new genus and family of peltasperms from the Lower Triassic of Mos…

http://slidepdf.com/reader/full/vetlugospermum-and-vetlugospermaceae-a-new-genus-and-family-of-peltasperms 9/13

Author's personal copy

associated  reproductive   organs:  racemose  aggregations  of   seed-

bearing  discs,  described  as  Peltaspermum  townrovii  Retallack,  and

polliniferous  organs,  described  as  Permotheca   helbyi  Retallack.

Though   all  of   these  organs  very  likely  belonged  to  one  and  the  same

natural   species,  they   were  attributed  to  different  ‘‘morpho-

genera’’:  Lepidopteris, Peltaspermum, and  Permotheca   (Retallack,

2002).

Another   example  of   usage  of   this   approach   is  the  monograph,

published  by  Schweitzer  and  Kirchner   (1998), focused  on  Middle

and 

Upper 

Triassic 

gymnosperms, 

which 

included 

peltasperms

from  Iran   and  Afghanistan,  namely,  Lepidopteris   ottonis  (Goeppert)

Schimper,   Scytophyllum   persicum  (Schenk)   Kilpper,  and  Peltasper-

mum  decipiens  Schweitzer  and  Kirchner.   This   approach   to

peltasperm  taxonomy   and  systematics  conditionally  can  be  called

‘‘segregative’’,  because  it  segregates  different  organs  of   the  same

parent   plant  into  two  or  more  different  ‘‘morpho-genera’’.   Thisapproach   is   very  helpful  in  fieldwork,  where  the  correlation  of 

isolated  organs   is   not  always  clear.  It  allows  us  to  avoid  any

confusion  with  the  taxonomic  attribution  of   the  plant  fossils  or

misinterpretation  of   parent   plant.

The  second   approach,   which  can  be  called  as  an  ‘‘uniting’’  or

‘‘agglomerative’’  approach   because  it  unites   morpho-taxa   estab-

lished  on  different  organs   of   presumably  the  same  parent   plant.

This   agglomerative  approach   is  well  adapted  for  biological  and

palaeoecological  purposes,  as  it  considers  the  fossil  plant   as  a

biological  unit  on  the  whole-plant-concept   (e.g.,  Kerp,  1988).  The

main  practical  difficulty  of   agglomerative  taxonomical  approach   is

selecting  a  proper   name   for  the  reconstructed   whole  plant.   Some

palaeobotanists  prefer  to  use  the  name  proposed  for  female

reproductive   organs  (e.g.,  Peltaspermum,    Autunia; Retallack  andDilcher,   1988;  Kerp,  1988;  Poort   and  Kerp,  1990), even  though

these  names  do  not  have  priority  to  others   (but   see  Bateman  and

Hilton,  2009). Some  palaeobotanists  prefer  to  use  the  name  that

have   priority,  whether  or  not  it  was  proposed  for  reproductive

organs,  e.g.,  for  the  peltasperm  species  Pursongia  amalitzkii

Zalessky  (Naugolnykh,  2001).  Sometimes  palaeobotanists  use

both   approaches   as  a  combined   taxonomy   for  discussion  of 

possible  links  between  different  taxa,  their  organs  and  interpreta-

tions; 

for 

example, 

in 

the 

context 

of  

taxonomy 

of  

 Autunia 

Krasserand  Arnhardtia  sheibei   (Gothan)   Haubold  and  Kerp  (Barthel,  2001).

Both   approaches   can  be  used   successfully,  but  for  different

purposes   (Naugolnykh,  2001).  The  ‘‘segregative’’  approach   can  be

applied  for  preliminary  determination  of   the  plant  fossils  in  field

work   or  in  cases  when  we  deal  with  fragmentarily  preserved

material;  it  allows  us  to  avoid  any  confusion  in  the  reconstruction

of   the  parent   plant,   because  similar  organs  could  belong  to

different  species  or  even  genera.  The  ‘‘agglomerative’’  approach

can  be  very  useful  for  biological  purposes,  creating  whole-plant-

concept   taxa  and  using  them  in  broad  phylogenetic,  palaeobiogeo-

graphic  and  palaeoecological  applications.

Morphological  characters   and  the  current   inclusion  of   peltas-

perm   genera  in  three  families  (Peltaspermaceae,  Vetlugosperma-

ceae,  and  Angaropeltaceae)  are  discussed  below.

PELTASPERMACEAE   Thomas,   1933

Peltaspermum  Harris,  1937.  This   genus   includes   separate

(isolated)  seed-bearing  discs  or  ovulifores  (=  peltoids,  megaspor-

angiate  discs)  with  the  seeds  adaxially  attached   to  the  disc  radially

and  concentrically   around   a  central  stalk.  The  stalk  is  attached   to

the  central  part  of   adaxial  surface  of   the  disc.  The  genus  also

includes   racemose   or  head-like  aggregations  of   the  seed-bearing

discs.  Size  of   the  discs  normally  does   not  exceed  one-two

centimeters  (the   biggest  specimens  have  discs  of   2.5  cm  in

diameter  (Naugolnykh   and  Kerp,  1996).  The  discs  can  be  flattened

or  may  have  margins  curved   downwards   (Retallack,  2002),  but  the

curved 

margins 

never 

reach 

the 

disc 

stalk. 

The 

functionally 

upper

(abaxial)  surface  of   the  disc  commonly   has  a  small  shallow

depression  corresponding   to  where  the  stalk  attached,   but  thisfeature  varies  within  a  species  and  some   discs  may  lack  a  central

depression,  or  have  only   a  small  central   raised  area  (e.g.,  Poort  and

Kerp,  1990: pl.  VI,  fig.  5).  There  are  three  species  of   Peltaspermum

with  a  well-developed  central   raised  area  (‘‘apical  cap’’):

P.  turbanatum  Anderson   and  Anderson,   P.  tridiscum  Anderson

and  Anderson,   and  P.  quindiscum  Anderson   and  Anderson,   2003).

A  younger  synonym  of   the  genus  name   Peltaspermum  is  the

genus   Peltaspermopsis  Gomankov   in  Gomankov   and  Meyen,   1986.

The  type-species  of   the  genus   Peltaspermopsis, P.   buevichae

(Gomankov   and  Meyen)   Gomankov,  was  originally  attributed  to

the  genus  Peltaspermum  (Gomankov   and  Meyen,   1979).  The  other

species,  Peltaspermopsis  polyspermis  Naug.,  has  been  transferred  to

Peltaspermum  (Naugolnykh,  2009).  Sometimes  the  genus  Peltas-

 permum  is  used  in  a  broad  sense  as  a  natural-genus  (Poort   andKerp,  1990) and  such   a  concept   includes   both  reproductive  and

vegetative  organs.

 Aspidion  Zalessky,  1937. This   peltate  reproductive  organ  was

attributed  by  M.D.   Zalessky  to  plants   Incertae   sedis.  The  original

description  was  published  in  French   (Zalessky,  1937:   p.  80):

«  Scutelle  ovale  arrondie  atteignant   un  [diame tre]   de  7   a  7,25  mm  a 

bords  noduleux  formant   de  larges  festons  (dents   arrondies)  faiblement 

saillants,  dans  chacun  desquels  aboutit   une   fine  nervure  arque e.  Ces

nervures  se  de tachent   radialement   au  nombre  de  dix  du  point   central

de  la  scutelle,  ou  elles  s’unissent   en  un  tronc   commun  se  trouvant   dans

un  enfoncement    ponctiforme  de  la  scutelle.  Sur   l’empreinte  ces

nervures  ont   l’air   de  costules;  sur   la  scutelle  me me,  qui  s’est   conserve e

sous   forme  d’une   pellicule  charbonneuse,  elles  ont   l’air   de   fines

cannelures». 

Zalessky 

suggested 

that 

 Aspidion 

is 

leafy 

part 

of pteridosperm  reproductive   organ,  but  assumed  it  was  male  and  not

female  (Zalessky,  1937:   p.  80):  «  Il  est   possible  d’admettre   que  cette

Fig.  7.  Vetlugospermum  rombicum  nov.  gen.,  nov.  sp.,  Spasskoe  locality.

Reconstruction  of   the  megasporophyll  shield  spec.  4851/162c:  abaxial  surface

and  cross  section   (left),  adaxial   surface  with   seed  scars  and  side  view  with  shown

adaxial  protective  ridge  (right),  and  scheme  of   abaxial  surface  imprint  (below).

Scale   bar:  1  cm.

S.V.  Naugolnykh  /  Geobios  45  (2012)  451–462458

Page 10: Vetlugospermum and Vetlugospermaceae: A new genus and family of peltasperms from the Lower Triassic of Moscow syneclise (Russia)

7/21/2019 Vetlugospermum and Vetlugospermaceae: A new genus and family of peltasperms from the Lower Triassic of Mos…

http://slidepdf.com/reader/full/vetlugospermum-and-vetlugospermaceae-a-new-genus-and-family-of-peltasperms 10/13

Author's personal copy

scutelle   pre sente   une   formation   foliace e de  quelque  Pte ridosperme

dont   sur   le  co te   infe rieur   e taient   dispose s  les  organes  reproducteurs

masculins  (anthe res)   ».  According   to  the  author,    Aspidion  is

established  on  remains  of   the  seed-bearing  disc  and  related  toPeltaspermum,   but  as  it  is  exposed  on  the  abaxial  surface,  no  seeds

or  scars  are  visible.

Lopadiangium  Zhao  in  Zhao,  Mo,  Zhang   and  Yao,   1980.

According   to  the  emended  diagnosis  by  Gomankov   and  Meyen

(1986),  Lopadiangium  should   be  used   only   for  round  female  seed-

bearing  discs  of   peltaspermalean  affinity  that  cannot  be  studied  in

detail,  and  where  seed  scars  are  not  clearly  visible.  Disc  margins

can  be  dissected  to  a  variable  extent,  sometimes  forming  well-

developed  lobes.  It  was  also  mentioned  (Gomankov   and  Meyen,

1986)  that   the  Lopadiangium  seed-bearing  discs  possess  seeds

adaxially  attached  to  a  disc  shield  around  a  central  stalk  of   the  disc.

In  the  Chinese  original  text  (Zhao  et  al.,  1980), Zhao  described  three

seed-bearing  discs  of   Lopadiangium  attached  to  one  stalk  and

forming  a  head-like  aggregation. Autunia  Krasser  emend.   Kerp,  1988.  This   genus  has  been

promoted   up  to  the  natural   status.  It  includes   both   fan-shaped

seed-bearing  stalked  megasporophylls  spirally  attached   to  fertile

axis  and  compound  pinnate   leaves  of   callipterid  morphology   (Kerp,

1988).  Initially  known  only   from  Europe   (Kerp,  1982;  Barthel,

2006)  and  North  America  (DiMichele  et  al.,  2005),    Autunia-typefructifications   were  reported  from  low-latitude  Permian  floras  of 

China  (Wang,  1997)  and  Sumatra,   Indonesia,  where  they  were   also

associated  with  callipterid  leaves  (Booi  et  al.,  2009:   pl.  III,  fig.  3a). Sandrewia

  Mamay,  1975.  This  genus  was  initially  misinter-

preted  as  a  Vojnovskyalean  reproductive  organ,   but  was  later

reinterpreted  as  a  peltasperm  female  fructification  (Kerp,  1988;

DiMichele  et  al.,  2005).  It  is  very  close  to  Autunia  Krasser  and  can  be

regarded  as  its  younger   synonym  (DiMichele   et  al.,  2005).

 Autuniopsis  Poort   and  Kerp,  1990. The  following  diagnosis  was

proposed   for  this   genus   in  the  original  description:  ‘‘Petiolate,  fan-

shaped,  bilaterally  symmetrical  ovule-bearing  structures,  with  ribs

radiating  from  the  petiole  and  a  crenulate   anterior   margin’’  (Poort

and  Kerp,  1990: p.  206).  This  genus   is  not  properly  described  and

interpreted  yet,  and  requires  additional  study.Meyenopteris  Poort   and  Kerp,  1990. The  original  diagnosis  of 

this   genus  was  for  both   female  organs  and  leaves.  The  female

Fig.  8. 

Vetlugospermum 

rombicum 

nov. 

gen., 

nov. 

sp., 

Spasskoe 

locality.  1,  2,

 

spec. 

4851/162a;  3,

 

spec. 

4851/163e;  4,

 

spec. 

4851/165. 

Scale 

bars: 

cm.

S.V.   Naugolnykh  /  Geobios  45  (2012)  451–462  459

Page 11: Vetlugospermum and Vetlugospermaceae: A new genus and family of peltasperms from the Lower Triassic of Moscow syneclise (Russia)

7/21/2019 Vetlugospermum and Vetlugospermaceae: A new genus and family of peltasperms from the Lower Triassic of Mos…

http://slidepdf.com/reader/full/vetlugospermum-and-vetlugospermaceae-a-new-genus-and-family-of-peltasperms 11/13

Author's personal copy

reproductive   organs  consist  of   fertile  axes  bearing  bilaterally

symmetrically  stalked  lobate  megasporophylls  with  fan  venation

(Poort   and  Kerp,  1990: p.  204).  Each   megasporophyll  bears  two

seeds  (ovules),  attached   to  one  and  the  same  side  of   themegasporophyll.  These  seed-bearing  organs  were  originally

attributed  to  Peltaspermum  and  described  as  P.   thomasii   Harris.

According   to  Anderson   and  Anderson   (2003:  p.  151),  the  original

specimen  of   P.  thomasii   happens   to  have  two  seeds  with  the  rest  of 

them  missing.  Anderson   and  Anderson   (2003:  p.  148)  consider

Meyenopteris   as  a  synonym  of   Peltaspermum.  But  later Meyenopteris

is  considered  by  the  same  authors   as  a  natural-genus   belonging  to

Peltaspermaceae  (Anderson  et  al.,   2007:  p.  168).

 Shenzhouspermum  Yang,  Xie  and  Wu, 2006.  In  the  first  citation

of   this  genus  in  the  protolog   (Yang,  2006:  p.  273),  another   spelling

was  used   (Shenzhouapermum),   but  it  was  an  obvious  misspelling

because  throughout   the  text  it  is  spelt  as  Shenzhouspermum.  The

features  distinguishing  this  genus   from  Peltaspermum, according  to

Yang   (2006), are  the  bifurcating  main  fertile  axes,  trichotomizingof   lateral  fertile  axes,  and  deep  dissection  of   the  seed-bearing  discs

into   long   prominent   lobes,  in  contrast   to  Lopadiangium  Zhao.  Seeds

of   Shenzhouspermum  are  sessile,  with  a  compylotropus   nucellar

beak  (Yang,  2006: p.  274).

VETLUGOSPERMACEAE   nov.   fam.  NaugolnykhVetlugospermum   nov. gen.  Naugolnykh. Diagnosis,  compari-

son,   and general description are in  the  descriptive   section   of   this

paper.Navipelta

  Karasev,  2009. The  seed-bearing  organs   assigned  to

this   genus   have  many   uncommon   and  peculiar   morphological

features  and  are  clearly  separated  from  other   genera  of   the

Peltaspermaceae,  except  Vetlugospermum.  However,  the  interpre-

tation  of   Navipelta  and  the  orientation  of   several  specimens  from

the  type   collection  (Karasev,  2009:pl.  17,  fig.  7;  pl.  18,  fig.  3)  are  not

clear.  The  most  peculiar  feature  of   Navipelta  is  its  bilateral

symmetry.  Besides  that,   the  seed-bearing  shields  of   Navipelta

are  considerably  thicker  than   classic  Peltaspermum.  The  Peltas-

 permum  seed-bearing  discs  quite  often  include   resin  bodies,  round

in 

shape 

and 

disposed 

inside 

the 

mesophyll 

layer 

(Gomankov 

andMeyen,   1986;  Naugolnykh  and  Kerp,  1996).  In  contrast  to  that,

Navipelta  has  a  very  well-developed  system  of   simple  or  bifurcated

Fig.  9. 

Comparative 

morphology 

of  

Peltaspermaceae 

(A, 

B), 

Vetlugospermaceae 

(C, 

D), 

and 

Angaropeltaceae 

(E–G) 

megasporophylls.   A.

 

Peltaspermum 

sp., 

isolated

megasporophyll 

disc 

with 

seeds 

attached 

(based 

on 

reconstruction 

by 

Harris, 

1932).  B.

 

Peltaspermum 

racemose 

aggregations 

of  

megasporophylls 

with 

deeply 

dissected 

discs

showing  well-developed   finger-like  marginal  lobes,  based  on   Peltaspermum  sp.  from  the  Upper  Permian  deposits  of   Pechora  coal  basin.  C.  Navipelta  (based  on   reconstruction

published  by  Karasev,  2009:  fig.  1,  2),  C1,  cross  section;  Upper  Permian  of   the  Russian  platform,  Nedubrovo  locality.  D. Vetlugospermum,  D1,  cross  section   and  reconstruction  of 

racemose  aggregation   of   megasporophyll  shields  attached  to   a  fertile  axis;  Lower   Triassic  of   the  Russian  platform.  E.  Angaropeltum  (formerly  Cardiolepis; based  on  Meyen’s

reconstruction; 

Meyen, 

1982, 

1984), 

Upper 

Permian, 

Kazanian 

stage, 

Pechora 

coal 

basin.  F.

 

Sylvocarpus 

(based 

on 

Naugolnykh, 

2008: fig. 

2C, 

fig. 

3B), 

Lower 

Permian,

Kungurian  stage,  Middle  Cis-Urals.  G .  Permoxylocarpus  (based  on  Naugolnykh,  2007b:  fig.  70–72,  pl.  XXXVII,  fig.  4;  pl.  XXXVIII,  fig.  1-3),  Lower   Permian,  Kungurian  stage,

Middle  Cis-Urals.

S.V.  Naugolnykh  /  Geobios  45  (2012)  451–462460

Page 12: Vetlugospermum and Vetlugospermaceae: A new genus and family of peltasperms from the Lower Triassic of Moscow syneclise (Russia)

7/21/2019 Vetlugospermum and Vetlugospermaceae: A new genus and family of peltasperms from the Lower Triassic of Mos…

http://slidepdf.com/reader/full/vetlugospermum-and-vetlugospermaceae-a-new-genus-and-family-of-peltasperms 12/13

Author's personal copy

resin  channels   located  between  conducting   strands  coming   to  seed

scars  (Karasev,  2009).

ANGAROPELTACEAE   Doweld,  2001  (originally  Angaropeltidia-

ceae,  etymologically  incorrect)

Original  diagnosis  of   this   family  was  given  (Doweld,  2001) in

brief:  ‘‘Peltoida   pedicellata,  capsuloidea,  ovules  numerosis,  laminae

affixis,  cavum  clausum’’.  As  was  shown  above,  the  cavity  inside  thecapsule  of   angaropeltidians  is  not  completely  closed,  maybe  with

 just  one  exception  (Sylvocarpus  armatus  Naugolnykh,  2008).  But

even  Sylvocarpus  opened   its  seed-bearing  capsule  for  seed

dissemination.  Thus,  the  diagnosis  of   the  Angaropeltidaceae  family

should   be  emended   as  follows:  ‘‘Gymnosperms  of   peltaspermalean

affinity  with  spherical  or  elliptical  seed-bearing  capsules  with  a

central 

stalk 

and 

numerous 

ovules/seeds 

attached 

to 

adaxial

surface  of   capsule.   Capsule  cavity  closed  or  semi-closed’’.  Most  of 

the  angaropeltidians  had  simple  lanceolate  entire-margined  leaves

attributed  to  the  genera  Phylladoderma  Zalessky  and  Praephylla-

doderma  Naugolnykh.

 Angaropeltum  Doweld,  2001  (formerly  Cardiolepis  Neuburg,

1965;  general  discussion  of   the  morphology   is  in  Meyen,   1982,

1984).  Spherical  semi-closed  capsules  with  smooth  surfacecharacteristic  of   this   genus.   The  capsules  produced   very  peculiar

seeds  with  long   attenuate   micropyles   slightly  curved   outwards.

Predecessors  of    Angaropeltum  (Sylvocarpus  and  Permoxylocarpus

genera)  most  probably  had  less  specialized  seeds.  Associated

leaves  belong  to  the  genus  Phylladoderma.

 Sylvocarpus  Naugolnykh,  2008.  Peltate  seed-bearing  capsules

of   this   genus  consist  of   umbrella-shaped  shields  with  margins

considerably  curved   downwards.   The  capsule  surface  is  smooth,

with  a  small  shallow  depression  located  in  the  capsule’s  upper  part

 just  above  the  place  where  the  stalk  was  attached   to  the  lower

(adaxial)  surface  of   the  capsule’s  shield.  There   are  five  round  or

elliptical  seed  scars  around   the  stalk  on  lower  (adaxial)  surface  of 

the  capsule  (Naugolnykh,  2008:   p.  433).  Associated  leaves  are

unknown.Permoxylocarpus

  Naugolnykh,  2007b.  The  female  reproductive

organs  of   this   genus  consist  of   peltate  discs  of   umbrella-like  shape

with  central   stalk.  Margins  of   disc  are  curved   downward

considerably  and  form   a  seed-including  capsule.   The  outer  surface

of   the  disc  (capsule)  is  covered  by  smooth  but  distinct  radial  ribs

corresponding   to  the  position  of   seeds.  Marginal  parts  of   the  disc

bear  concentric   folds.  Each   capsule  includes   14  to  16  ovules  (seeds)

around   the  central   stalk.  Seeds  on  one  side  of   the  disc  can  be

undeveloped,   causing  the  asymmetrical  shape  of   some   specimens.

Associated  leaves  belong  to  the  genus   Praephylladoderma  genus

(Naugolnykh,   2007b;  Naugolnykh  and  Oskolski,  2010).

6.  Conclusions

The  taxonomic  composition  of   the  Peltaspermales  has  been

discussed.  The  suggested  concept   of   this  order  as  a  natural  group  is

based  on  the  following  characters:

  the  female  reproductive   organs  are  seed-bearing  discs  (=

ovuliferous  discs,  peltate  megasporophylls)  of   flattened   shape

(Peltaspermaceae  Thomas,   1933),  bilaterally  symmetrical  mega-

sporophylls  with  an  adaxially  attached   central   stalk  (Vetlugos-

permaceae  nov.   fam.  Naugolnykh),   or  seed-bearing  capsules   of 

spherical  shape  (characteristic  of   Angaropeltaceae  nov.  emend.

Doweld,  2001);

  the  seed-bearing   organs   were   attached  to  a  fertile   axis   and  formed

compound  compact  or  loose  aggregations,   mostly   cone-like;

  the  polliniferous  organs   (=  male  fructifications)  consist  of   thenumerous   pollen  sacs  fused  by  their  bases  into  rosette-like

structures;

  the  polliniferous  organs   were  attached  to  the  fertile  axes  and

formed  loose  spicate  aggregations;

  the  leaves  are  basically  compound   pinnate   (Callipteris/Rhachi-

 phyllum,  Lepidopteris,   Scytophyllum),  but,   as  a  result  of   reduction,

can  be  simple  pinnate  (Comia,   Compsopteris, Glenopteris), or  even

simple  lanceolate  (Pursongia/Tatarina). The  various  cases  of   such

leaf  

reduction 

could 

be 

due 

to 

ecological, 

ontogenetical 

orphylogenetical  reasons.

Leaves  of   variable  shape  can  be  monopinnate   at  the  base  and

compound  pinnate  in  the  middle  or  apical  parts  of   the  frond.   Such

combined   leaves  could  probably  be  formed   because  of   changing

environmental   conditions,  especially  due  to  fluctuation   of   humidi-

ty  or  aridization  (Naugolnykh,  1998).

The  seed-bearing   organs   of   Angaropeltaceae   were   almost

spherical  in  shape   with   the  seeds/ovules   inside  the  capsule,   in

contrast  to  classic  peltasperm  seed-bearing   discs.  The  most  ancient,

but  morphologically  advanced  angaropeltians   were  reported  from

the  uppermost  LowerPermian  (Kungurian)  of   the  Urals.   These  plants

were  represented   by  two  genera   (Permoxylocarpus   and  Sylvocarpus;

Naugolnykh, 

2007b, 

2008) established 

on 

female 

fructifications.Associated   lanceolate leaves with  parallelodrom   venation   were

described   as  Praephylladoderma  (Naugolnykh,   2007b).

The  morphogenetic   analysis  of   the  Permian  and  Triassic

peltasperm  taxa  has  revealed  an  evolutionary  trend  towards

forming  more   specialized  female  reproductive   organs  from

flattened  ovuliferous  discs  (Peltaspermum)  to  semi-closed  (Per-

moxylocarpus)  or  almost  completely   closed  (Sylvocarus,  Angar-

opeltum)  seed-bearing  capsules,  that  could  reflect   an  increased

efficiency  of   reproduction   and  a  more   effective  protection   of   the

ovules/seeds  (Naugolnykh,  2008). This  adaptation,  possibly  related

to  the  Permo-Triassic  ecosystem  transformation,  was  a  selective

answer  of   peltasperm  taxa   for  protecting   the  seeds.  This   trend  of 

peltasperm  seed-bearing  organ  specialization  from   open   discs  to

enclosed  capsules  may  be  linked  to  gradual  shift  from  anemophily

to  entomophily   in  peltasperm  evolution  (Naugolnykh  and

Oskolski,  2010).

 Acknowledgments

The  author   expresses  his  gratitude  to  Prof.  W.A.  DiMichele

(Smithsonian  Institution,   Washington,  DC,  USA)   and  Dr.  A.B.

Zamuner   (La  Facultad  de  Ciencias   Naturales  y  Museo,   La  Plata,

Argentina)   for  reviewing  the  manuscript   and  providing  very

helpful  advices  (Prof.  DiMichele  suggested  the  expression

‘‘agglomerative  approach’’   used  in  this  paper);  to  Dr.  E.V.  Karasev

(Palaeontological  Institute  of   Russian  Academy   of   Sciences,

Moscow,   Russia)  for  providing  access  to  the  type  collection  of 

Navipelta; to  Dr.  H.M.   Anderson   (Dorigo,  Australia)  for  her  very

valuable  advice,  linguistic  help  and  important   discussion  of peltasperm  morphology   and  systematics;  and  to  Dr.  M. Philippe

(Lyon,   France)  for  valuable  editorial  suggestions.  The  study   was

supported  by  grant  11-05-92692-INDa  of   the  Russian  Fund  for

Basic  Research.

References

Anderson,  J.M.,   Anderson,  H.M.,  2003.  Heyday  of   the  gymnosperms:  systematics  andbiodiversity  of   the  Late  Triassic  Molteno  fructifications.  National  BotanicalInstitute,

 

Pretoria.Anderson,  J.M.,   Anderson,  H.M.,  Cleal,  C.J.,  2007.  Brief   history  of   the  gymnosperms:

classification,  biodiversity,  phytogeography  and  ecology.   National  BotanicalInstitute,  Pretoria.

Barthel, 

M., 

2001. 

 Arnhardtia 

sheibei 

(Gothan) 

Haubold 

und 

Kerp 

und 

andereRotliegend-Peltaspermaceen–Wege  und  Irrwege  ihrer  Erforschung.  Hallesches

 Jahrbuch 

Geowissenschaften 

23, 

1–8.Barthel, 

M.,2006. 

Die 

Rotliegendflora 

des 

Thueringer 

Waldes. 

Teil 

4: 

Farnsamer 

undFarnlaub  unbekannter  taxonomischer  Stellung.  Veroffentlichungen  Naturhis-torisches  Museum  Schleusingen  21,  33–72.

S.V.   Naugolnykh  /  Geobios  45  (2012)  451–462  461

Page 13: Vetlugospermum and Vetlugospermaceae: A new genus and family of peltasperms from the Lower Triassic of Moscow syneclise (Russia)

7/21/2019 Vetlugospermum and Vetlugospermaceae: A new genus and family of peltasperms from the Lower Triassic of Mos…

http://slidepdf.com/reader/full/vetlugospermum-and-vetlugospermaceae-a-new-genus-and-family-of-peltasperms 13/13