The ginkgophytes from the German Kupferschiefer (Permian), with considerations on the taxonomic history and use of Baiera and Sphenobaiera

 

Authors: Bauer K, Kustatscher E, Krings M

Published in: Bulletin of Geosciences, volume 88, issue 3; pages: 539 - 556; Received 9 November 2012; Accepted in revised form 18 February 2013; Online 5 April 2013

Keywords: Esterella, Ginkgophyta, late Permian, radiation, foliage fossil, macromorphometry, Central European Basin, Germany,

full text (PDF, 6.24 MB)

Export to RIS

 

Abstract

Ginkgophyte foliage fossils (impressions and compressions lacking cuticle) from several of the historical Kupferschiefer localities in Germany have been re-studied using macromorphometry. Baiera digitata is by far the most common ginkgophyte in the Kupferschiefer, while other taxa are relatively rare.Anew taxon, for which the name Baiera mansfeldensis is proposed, differs from B. digitata in having a much thinner, curved petiole and a curved lamina, as well as a narrow basal angle. Esterella gracilis, a taxon previously known exclusively from France, is reported for the first time from Germany. The foliage genera Baiera and Sphenobaiera have a complicated taxonomic history, and the problematic contiguity that exists between the two taxa has lead to considerable confusion. It appears that the radiation of the ginkgophytes started well before the end-Permian mass-extinction, and that Permian ginkgophytes were more diverse than previously believed.\r\n

References

Althaus, J. 1847. Ueber einige neue Pflanzen aus dem Kupferschiefer von Riechelsdorf. Palaeontographica 1, 30-33.

Archangelsky, S. & Cúneo, R. 1990. Polyspermophyllum, a new Permian gymnosperm from Argentina, with considerations about the Dicranophyllales. Review of Palaeobotany and Palynology 63, 117-135. View article

Bachmann, G.H. 2008a. 4.8 Perm, 4.8.1 Allgemeines, 140-143. In Bachmann, G.H., Ehling, B.-C., Eichner, R. & Schwab, M. (eds) Geologie von Sachsen-Anhalt. E. Schweizerbart, Stuttgart.

Bachmann, G.H. 2008b. 4.14.4 Kupferschiefer (Oberes Perm), 329-330. In Bachmann, G.H., Ehling, B.-C., Eichner, R. & Schwab, M. (eds) Geologie von Sachsen-Anhalt. E. Schweizerbart, Stuttgart.

Bajpai, U. 1991. On Ginkgoites leaves from the early Permian of Rajmahal Hills, Bihar, India. Amegheniana 28, 145-148.

Barthel,M. 1977. Die Gattung Dicranophyllum Gr.’Eury in den varistischen Innensenken der DDR. Hallesches Jahrbuch für Geowissenschaften 2, 73-86.

Barthel, M. 2007. Die Rotliegendflora des Thüringer Waldes - Teil 5: Ginkgophyten, Coniferophyten. Veröffentlichungen Naturhistorisches Museum Schleusingen 22, 41-67.

Barthel, M. & Noll, R. 1999. On the growth habit of Dicranophyllum hallei Remy et Remy. Veröffentlichungen Naturhistorisches Museum Schleusingen 14, 59-64.

Bechtel, A. & Püttmann, W. 1997. Palaeoceanography of the early Zechsteinsea during Kupferschiefer deposition in the Lower Rhine Basin (Germany): A reappraisal from stable isotope and organic geochemical investigations. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 136, 331-358. View article

Beerling, D.J. & Royer, D.L. 2002. Reading a CO2 signal from fossil stomata. New Phytologist 153, 387-397. View article

Blainville, H.M.D. 1818. Poissons. Nouveau dictionnaire d’Histoire Naturelle 27, 310-395.

Boersma, M. & Visscher, H. 1969. On two Late Permian Plants from southern France. Mededelingen Rijks Geologische Dienst, Nieuwe Serie 20, 57-63.

Braun, F.R. 1843. Beiträge zur Urgeschichte der Pflanzen. I. Die Fundorte von fossilen Pflanzen in der Umgegend von Bayreuth und Geschichte ihres Auffindens, 1-46. In Münster, G. Graf zu (ed.) Beiträge zur Petrefacten-Kunde. Buchner’sche Buchhandlung, Bayreuth.

Brongniart, A. 1828. Histoire des végétaux fossiles, ou recherches botaniques et géologiques sur les végétaux renfermés dans les diverses couches du globe. 488 pp. Crochard et Comp., Paris.

Chen, L.Q., Li, C.S., Chaloner, W.G., Beerling, D.J., Sun, Q.S., Collinson, M.E.&Mitchell, P.L. 2001. Assessing the potential for the stomatal characters of extant and fossil Ginkgo leaves to signal atmospheric CO2 change. American Journal of Botany 88, 1309-1315. View article

Cúneo, R. 1987. Sobre la presencia de probables Ginkgoales en el Permico inferior du Chubut, Argentina. Actas VII Simposio Argentino de Paleobotanica y Palinologia, Buenos Aires, 47-49.

Daber, R. 1960. Paläobotanische Bemerkungen zur Kupferschieferpaläogeographie. Geologie 9(8), 930-935.

Daber, R. 1980. 280 Millionen Jahre Ginkgo - Belegstücke zur Geschichte des Taxons Ginkgo L. aus den Sammlungen und Anlagen der Humboldt-Universität. 100 Jahre Arboretum, 259-279.

Dijkstra, S.J. 1973. Fossilium Catalogus. II. Plantae, pars 82. 116 pp. Kluwer Academic Publishers, s-Gravenhage.

Doornenbal, H. & Stevenson, A. 2010. Petroleum Geological Atlas of the Southern Permian Basin Area. 354 pp. EAGE Publications BV, Houten.

Doubinger, J. 1956. Contribution a l’étude des flores Autuno-Stephaniennes. Mémoires de la Société Géologique de France 75, 1-180.

Feng, Z.,Wang, J. & Rößler, R. 2010. Palaeoginkgoxylon zhoui, a new ginkgophyte wood from the Guadalupian (Permian) of China and its evolutionary implications. Review of Palaeobotany and Palynology 162, 146-158. View article

Florin, R. 1936a. Die fossilen Ginkgophyten von Franz-Joseph-Land nebst Erörterungen über vermeintliche Cordaitales Mesozoischen Alters: I. Spezieller Teil. Palaeontographica B81(3-6), 71-173.

Florin, R. 1936b. Die fossilen Ginkgophyten von Franz-Joseph-Land nebst Erörterungen über vermeintliche Cordaitales Mesozoischen Alters: II. Allgemeiner Teil. Palaeontographica B81(3-6), 71-173.

Florin, R. 1949. The morphology of Trichopitys heteromorpha Saporta, a seed-plant of Palaeozoic age, and the evolution of the female flowers in the Ginkgoinae. Acta Horti Bergiani 15, 79-109.

Fontaine, M.A. & White, A.M. 1880. The Permian or Upper Carboniferous flora of West Virginia. 143 pp. Second Geological Survey of Pennsylvania, Harrisburg. View article

Frentzen, K. 1922. Die Keuperflora Badens. Verhandlungen des naturwissenschaftlichen Vereins in Karlsruhe 28, 1-78.

Geinitz, M.E. 1862. Dyas oder die Zechsteinformationen und das Rothliegende, Heft II: Die Pflanzen der Dyas und Geologisches, 132-342. Wilhelm Engelmann, Leipzig.

Germar, E.F. 1840. Die Versteinerungen des Mansfelder Kupferschiefers. 41 pp. Eduard Anton, Halle.

Gothan, W. & Kukuk, P. 1933. Über das sogenannte “Psygmophyllumdelvali Cambier und Renier. Sitzungsberichte der Gesellschaft Naturforschender Freunde zu Berlin 1-3, 66-77.

Gothan, W. & Nagelhard, K. 1921. Kupferschieferpflanzen aus dem niederrheinischen Zechstein. Sonderabdruck aus dem Jahrbuch der Preußischen Geologischen Landesanstalt 42(1), 440-460.

Grand’Eury, M.F.C. 1877. Mémoires sur la Flore Carbonifere du department de la Loire et du Centre de la France, étudée aux trois points de vue Botanique, Stratigraphique et Géognostique. 677 pp. Mémoires presents par divers savants a l’Académie des Sciences de l’Institut de France, Sciences Mathématiques et Physiques, Paris.

Grebe, H. 1957. Zur Mikroflora des niederrheinischen Zechsteins. Geologisches Jahrbuch 73, 51-74.

Greguss, P. 1961. Permische fossile Hölzer aus Ungarn. Palaeontographica B109, 131-146.

Halle, T.G. 1908. Zur Kenntnis der mesozoischen Equisetales Schwedens. Kungliga Svenska Vetenskapsakademiens Handlingar 43(1), 1-37.

Harris, T.M. 1935. The fossil flora of Scoresby Sound East Greenland, Part 4: Ginkgoales, Coniferales, Lycopodiales and isolated fructifications. 172 pp. C.A. Reitzels Forlag, Kobenhavn.

Harris, T.M. & Millington, W. 1974. The Yorkshire Jurassic flora IV. 150 pp. Trustees of the British Museum (Natural History), London.

Haubold, H. & Schaumberg, G. 1985. Die Fossilien des Kupferschiefers. 223 pp. Die Neue Brehm-Bücherei, Wittenberg.

Hauschke, N. 2002. 5.5 Die Geologisch-Paläontologischen Sammlungen, 122-130. In Görgner, E., Heidecke, D., Klaus, D., Nicolai, B. & Schneider, K. (eds) Kulturerbe Natur - Naturkundliche Museen und Sammlungen in Sachsen-Anhalt. Mdv Mitteldeutscher Verlag, Halle.

He, S.A., Gu, Y. & Pang, Z.J. 1997. Resources and prospects of Ginkgo biloba in China, 373-383. In Hori, T., Ridge, R.W., Tulecke, W., Del Tredici, P., Trémouillaux-Guiller, J. & Tobe, H. (eds) Ginkgo biloba - A Global treasure from Biology to Medicine. Springer, Tokyo.

Heer, O. 1876. Über permische Pflanzen von Fünfkirchen in Ungarn. Mitteilungen aus dem Jahrbuch der königlich ungarischen geologischen Anstalt 5, 3-18.

Hoeg, O.A. 1967. Ordre Incertae Sedis des Palaeophyllales, 362-399. In Boureau, E. (ed.) Traité de Paleobotanique 2. Briophyta, Psilophyta, Lycophyta. Masson et Cie, Paris.

Hoeg, O.A. & Bose, M.N. 1960. The Glossopteris Flora of the Belgian Congo. Annales du Musée Royal du Congo Belge 32, 1-107.

Hrouda, F. & Brandt, S. 2005. Friedrich Eduard Mackroth (1807-1866) - Pionier der Zechstein-Forschung in Gera. Veröffentlichungen des Museums für Naturkunde Gera 32, 139-144.

Kerp, H. & Bomfleur, B. 2011. Photography of plant fossils - New techniques, old tricks. Review of Palaeobotany and Palynology 166, 117-151. View article

Kilpper, K. 1969. Nomina Conservanda II: Proposals on the conservation of generic names submitted to the eleventh International Botanical Congress, Seattle 1969. Baiera. Regnum Vegetabile 40, 30.

Kirchner, M. & Van Konijnenburg-van Cittert, J.H.A. 1994. Schmeissneria microstachys (Presl, 1833) Kirchner et Van Konijnenburg-van Cittert, sp. nov., plants with ginkgoalean affinities from the Liassic of Germany. Review of Palaeobotany and Palynology 83, 199-215. View article

Kräusel, R. 1917. Über die Variation der Blattform von Ginkgo biloba L. und ihre Bedeutung für die Paläobotanik. Centralblatt für Mineralogie 3, 63-68.

Kustatscher, E., Van Konijnenburg-van Cittert, J.H.A., Bauer, K., Butzmann, R., Meller, B. & Fischer, T.C. 2012. A new flora from the upper Permian of Bletterbach (Dolomites, N-Italy). Review of Palaeobotany and Palynology 182, 1-13. View article

Kvaček, J., Falcon-Lang, H.J. & Dašková, J. 2005. A new Late Cretaceous Ginkgolean reproductive structure Nehvizdyella gen. nov. from the Czech Republic and its whole-plant reconstruction. American Journal of Botany 92, 1958-1969. View article

Langbein, R. & Seidel, G. 2003. 4.4.2 Zechstein, 301-326. In Seidel, G. (ed.) Geologie von Thüringen. E. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart.

Maheshwari, H.K. & Bajpai, U. 1992. Ginkgophyte leaves from the Permian Gondwana of the Rajmahal basin, India. Palaeontographica B 224, 131-149.

Meyen, S.V. 1988. Gymnosperms of the Angara flora, 338-381. In Beck, C.B. (ed.) Origin and Evolution of Gymnosperms. Columbia University Press, New York.

Meyer, H. von 1832. Palaeologica zur Geschichte der Erde und ihrer Geschöpfe. 560 pp. Siegmund Schmerber, Frankfurt.

Nathorst, A.G. 1878a. Beiträge zur fossilen Flora Schwedens. Über einige rhätische Pflanzen von Palsjö in Schonen. 34 pp. Schweizerbart’sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart.

Nathorst, A.G. 1878b. Bidrag till Sveriges fossila flora. II. Floran vid Höganäs och Helsingborg. 53 pp. Norsted & Söner, Stockholm.

Naugolnykh, S.V. 2007. Foliar seed-bearing organs of Paleozoic ginkgophytes and the early evolution of the Ginkgoales. Paleontological Journal 41(8), 815-859. View article

Němejc, F. 1959. Notes on the evolution and taxonomy of the stachyospermic gymnosperms. Preslia 31, 251-272.

Paul, J. 2006. Der Kupferschiefer: Lithologie, Stratigraphie, Fazies und Metallogenese eines Schwarzschiefers. Zeitschrift der deutschen Gesellschaft für Geowissenschaften 157(1), 57-76. View article

Plumstead, E.P. 1961. The Permo-Carboniferous coal measures of the Transvaal, South Africa - an example of the contrasting stratigraphy in the Southern and Northern Hemispheres. Quatrieme Congres International de Stratigraphie et de Géologie du Carbonifere 2, 545-550.

Preto, N., Kustatscher, E. & Wignall, P.B. 2010. Triassic climates - State of the art and perspectives. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 290, 1-10. View article

Radzinski, K.-H. 2008. 4.8.3 Zechstein, 160-178. In Bachmann, G.H., Ehling, B.-C., Eichner, R. & Schwab, M. (eds) Geologie von Sachsen-Anhalt. E. Schweizerbart, Stuttgart.

Read, C.B. 1931. A flora of Pottsville age from the Mosquito Range, Colorado. Geological Survey Professional Paper 185, 79-96.

Remy, R. & Remy, W. 1959. Beiträge zur Kenntnis der Rotliegendflora Thüringens, Teil IV. Abhandlungen der Deutschen Akademie der Wissenschaften zu Berlin, Klasse für Chemie, Geologie und Biologie 2, 1-20.

Remy, W. & Remy, R. 1977. Die Floren des Erdaltertums. 468 pp. Glückauf GmbH, Essen.

Renault, M.B. 1888. Les plantes fossiles. 399 pp. Librairie J.-B. Bailliere et fils, Paris.

Renault, B. 1896. Études des Gîtes Minéraux de la France. Bassin Houiller et Permien d’Autun et d’Épinac. Fasicule IV. Flore Fossile, 2ieme Partie. 578 pp. Imprimerie Nationale, Paris.

Retallack, G.J. 2001. A 300-million-year record of atmosphaeric carbon dioxide from fossil plant cuticles. Nature 411, 287-289. View article

Royer, D.L, Hickey, L.J. & Wing, S.L. 2003. Ecological conservatism in the “living fossil” Ginkgo. Paleobiology 29, 84-104. View article

Royer, D.L., Wing, S.L., Beerling, D.J., Jolley, D.W., Koch, P.L., Hickey, L.J. & Berner, R.A. 2001. Paleobotanical evidence for near present-day levels of atmospheric CO2 during part of the Tertiary. Science 292, 2310-2313. View article

Saporta, G. 1875. Sur la découverte de deux nouveaux de Coniferes dans les schistes permiens de Lodeve (Hérault). Comptes Rendus hebdomadaires des Séances de l’Académie des Sciences 80, 1017-1022.

Schenk, A. 1867. Die fossile Flora der Grenzschichten des Keupers und Lias Frankens. 232 pp. Kreidel, Wiesbaden.

Schimper, W.P. 1870. Traité de paléontologie végétale ou la flore du monde primitif. 966 pp. Bailliere et fils, Paris.

Schmalhausen, J. 1879. Beiträge zur Jura-Flora Russlands. Mémore de l’Academie de Sciences St. Pétersbourg 27(4), 1-96.

Schweitzer, H.-J. 1960. Die Makroflora des niederrheinischen Zechsteins. Fortschritte in der Geologie des Rheinlands und Westfalens 6, 331-376.

Schweitzer, H.-J. 1986. The land flora of the English and German Zechstein sequences, 31-54. In Harwood, G.M. & Smith, D.B. (eds) The English Zechstein and related topics. Geological Society of London, Special Publication 22.

Sellards, E.H. 1908. Fossil plants of the Upper Paleozoic of Kansas. Kansas University Geological Survey 9, 386-467.

Seward, A.C. 1919. Fossil plants, IV Ginkgoales, Coniferales, Gnetales. 543 pp. Cambridge University Press, Cambridge.

Solms-Laubach, H. 1884. Die Coniferenformen des deutschen Kupferschiefers und Zechsteins. Paläontologische Abhandlungen 2(2), 19-26.

Sternberg, G.K. 1825-1838. Versuch einer geognostischbotanischen Darstellung der Flora der Vorwelt. 80 pp. Prag.

Stoneley, H.M.M. 1958. The upper Permian flora of England. Bulletin of the British Museum (Natural History) 3(9), 295-337.

Sun, B., Dilcher, D.L., Beerling, D.J., Zhang, C., Yan, D. & Kowalski, E. 2003. Variation in Ginkgo biloba L. leaf characters across a climatic gradient in China. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA 100, 7141-7146. View article

Taylor, T.N. & Taylor, E.L. 1993. The Biology and Evolution of Fossil Plants. 982 pp. Prentice Hall, New Jersey.

Taylor, T.N., Taylor, E.L. & Krings, M. 2009. Paleobotany: The Biology and Evolution of fossil plants. 1230 pp. Elsevier, London.

Tuzson, J. 1909. Monographia der fossilen Pflanzenreste der Balatonseegegend. Resultate wissenschaftlicher Erforschung des Balatonsees 1, 1-60.

Watson, J. 1969. A revision of the English Wealden flora. I. Charales-Ginkgoales. Bulletin of the British Museum (Natural History), Geology 17, 207-264.

Watson, J. & Sincock, C.A. 1992. Bennettitales of the English Wealden. Palaeontographical Society Monograph 145, 1-288.

Weigelt, J. 1928. Die Pflanzenreste des mitteldeutschen Kupferschiefers und ihre Einschaltung ins Sediment. Fortschritte der Geologie und Paläontologie 6(19), 422-592.

Weigelt, J. 1930. Neue Pflanzenfunde aus dem Mansfelder Kupferschiefer. Leopoldina 4, 643-668.

Weigelt, J. 1931. Neue Pflanzenfunde aus dem Mansfelder Kupferschiefer. Zeitschrift für Naturwissenschaften 89, 104-125.

Weigelt, J. 1932. Über Fruktifikationsverhältnisse von Kupferschiefer-Coniferen und andere neue Pflanzenfunde. Paläontologische Zeitschrift 14(3), 138-149.

Yao, Z.Q. 1989. Psygmophylloids of the Cathaysia Flora. Acta Paleontologica Sinica 28(2), 171-191. [in Chinese with English summary]

Zalessky, M.D. 1912. Observations sur l’extension d’une flore fossile voisine de celle de Gondwana dans la parte septentrionalis de L’Eurasie. Bulletin de la Société géologique de France 5(11), 109-129.

Zalessky, M. 1929. Sur des débris de nouvelles plantes Permiennes. Bulletin de l’Académie des Sciences de l’URS, 677-689.

Zalessky, M.D. 1937. Sur la distinction de l’Étage Bardien dans le Permien de l’Oural et sur sa flore fossile. Problems of Paleontology 2-3, 37-101.

Zheng, S.L., Li, Y., Zhang, W., Li, N.,Wang, Y.D., Yang, X.J., Yi, T.M., Yang, J.J. & Fu, X.P. 2008. Fossil Woods of China (English Edition). 356 pp. China Forestry Publishing House, Beijing.

Zhou, Z.Y. 1994. Heterochronic origin of Ginkgo biloba-type ovule organs. Acta Palaeontographica Sinica 33(2), 1-9. [in Chinese with English summary]

Zhou, Z.Y. 1997. Mesozoic ginkgoalean megafossils: a systematic review, 183-206. In Hori, T, Ridge, R.W., Tulecke, W., Del Tredici, P., Trémouillaux-Guiller, J. & Tobe, H. (eds) Ginkgo biloba - A Global Treasure from Biology to Medicine. Springer Verlag, Toyo.

Zhou, Z.Y. 2007. Karkeiniaceae, Yimaiaceae, Umaltolepidaceae and Schmeissneriaceae. Strelitzia 20, 174-177.

Zhou, Z. 2009. An overview of fossil Ginkgoales. Palaeoworld 18, 1-22. View article

Zhou, Z. & Wu, X. 2006. The rise of ginkgoalean plants in the Early Mesozoic: A data analysis. Geological Journal 41, 363-375. View article

Ziegler, A.M., Rees, P.M., Rowley, D.B., Bekker, A., Qing, L. & Hulver, M.L. 1996. Mesozoic assembly of Asia: constraints from fossil floras, tectonics, and paleomagnetism, 371-400. In Yin, A. & Harrison, M. (eds) The Tectonic Evolution of Asia. Cambridge University Press, Cambridge.

Zimmermann, W. 1930. Die Phylogenie der Pflanzen. 454 pp. Fischer, Jena.