Применение ИК-спектроскопии диффузного отражения в молекулярной палеонтологии

Abstract

Актуальность исследования обусловлена необходимостью выявления новых диагностических признаков в структурах родственных ископаемых и современных растений. Молекулярная палеонтология как самостоятельное направление хорошо себя зарекомендовало в части изучения ископаемых представителей растительного и животного мира. Цель. Изучение фитолейм и гербариев проводилось по ИК-спектрам диффузного отражения и по результатам их обработки IT-программой ASPECT, которая является частью методологии структурно-кластерного анализа углефицированных веществ. Такой подход позволяет получать результаты количества структурообразующих кластеров, состоящих из элементов C, N, H, O, и количественный состав функциональных групп C-C, C-N, C-H, C-O, N-H, N-O в образце вещества. Объекты. Образцы современных и средне-позднеюрских мхов, хвощей, папоротников и гинкгоопсид. Методы. Морфологический, эпидермально-кутикулярный, ИК-спектрометрический. Результаты и выводы. В молекулярной структуре мхов, хвощей, папоротников и гинкгоопсид за счёт связей C-N и C-O происходит рекомбинация в связи C-H, N-H, N-O. Существуют структурные отличия листьев от стебля у хвоща и папоротника, но особенно хвощовые и папоротники отличаются большим количеством функциональных структурных единиц vССN и vОCO в хвощах и большим количеством vCС и δNH в папоротниках, что служит диагностическим критерием в молекулярной палеоботанике. Сравнительный анализ угля и фитолеймы хвоща Equisetites sp. из скважин на площади Снежная в Томской области показал, что структура углефицированного вещества захороненных хвощей в нижележащих осадках по количеству связей C-C, C-N, C-O, N-H не отличается от структуры углей, концентрированных выше в виде тонкого прослоя. Это может свидетельствовать об образовании угля из хвощовых торфяных осадков, где признаком различия может служить количество CH-связи, которых в угле меньше

Relevance. The need to identify new diagnostic features in the structures of related fossils and modern plants. Molecular paleontology as an independent direction has proved itself well in the part of studying fossil representatives of plant and animal world. Aim. The study of phytoleims and herbariums by IR spectra of diffuse reflectance after their processing by the ASPECT programme complex is a part of the structural cluster analysis of carbonized substances methodology. It allows obtaining the results of structure-group analysis in the form of calculation of the number of functional structural units - structureforming clusters from elements C, N, H, O and their quantity in the form of elemental composition C-C, C-N, C-H, C-O, N-H, N-O. Objects. Samples of the recent and Middle-Late Jurassic mosses, horsetails, ferns and ginkgoopsids. Methods. Morphological, epidermal-cuticular, infrared spectrometric. Results and conclusions. In the molecular structure of mosses, horsetails, ferns and ginkgoopsids, due to the C-N and C-O bonds, recombination occurs in the C-H, N-H, N-O bonds. There are structural differences between the leaves and the stem of horsetails and ferns, but horsetails and ferns are especially distinguished by a large number of functional structural units vССN and vОСО in horsetails and a large number of vCC and δNH in ferns, which serve as a diagnostic criterion in molecular paleobotany. Comparative analysis of coal and phytoleima of horsetail Equisetites sp. from wells in the Snezhnaya area in the Tomsk region showed that the structure of the carbonized matter of buried horsetails in the underlying sediments does not differ in the number of C-C, C-N, C-O, N-H bonds from the structure of coals concentrated above in the form of a thin layer. This may indicate the formation of coal from horsetail peat sediments, where the difference may be indicated by the number of CH bonds, which are smaller in coal