MASARYKOVA UNIVERZITA PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA

Transkript

1 MASARYKOVA UNIVERZITA PŘÍRODOVĚDECKÁ FAKULTA ÚSTAV GEOLOGICKÝCH VĚD INGRID TOVÁRKOVÁ TERCIÉRNÍ SILICIFIKOVANÁ DŘEVA MORAVY Bakalářská práce Vedoucí práce: RNDr. Nela Doláková, CSc. Brno 2009

2 2009 Ingrid Továrková Všechna práva vyhrazena

3 BIBLIOGRAFICKÉ INFORMACE Jméno a příjmení autora: Ingrid Továrková Název bakalářské práce: Terciérní silicifikovaná dřeva Moravy Název v angličtině: Terciere silicified woods from Moravia Studijní program: bakalářský Studijní obor: geologie Vedoucí práce: RNDr. Nela Doláková, CSc. Rok obhajoby: 2009 Anotace v češtině: Tato práce se zabývá problematikou terciérních silicifikovaných dřev Moravy. První část je koncipována jako literární rešerše shrnující dosavadní výskyt těchto dřev na území Moravy. V následující kapitole jsou prezentovány zásady systematiky terciérních dřev. Druhá část je praktická, jsou uvedeny vlastní výsledky při studiu anatomie silicifikovaných dřev. Anotace v angličtině: This work is concerned with the problematic of tertiary silicified woods from Moravia. The first part is conceived as literary bibliographic search summarizing actual locations of these woods in the territory of Moravia. The following chapter presented the principles of classification of tertiary silicified woods. The second part is practical, results of silicified wood anatomy studies are identified. Klíčová slova: Silicifikované makroskopická a mikroskopická dřevo; terciér; Morava; anatomie dřev; stavba dřeva: Keywords: Silicified wood; Tertiary; Moravia; wood anatomy; characteristics: macroscopic and microscopic

4

5 Prohlašuji, že bakalářskou práci jsem vypracovala samostatně. Veškerou literaturu a ostatní prameny, z nichž jsem při přípravě práce čerpala, řádně cituji a uvádím v seznamu použité literatury. Souhlasím s půjčováním práce v knihovně PřF MU.. Ingrid Továrková

6 PODĚKOVÁNÍ Především velmi děkuji vedoucí mé bakalářské práce RNDr. Nele Dolákové, CSc. za ochotu, trpělivost a cenné rady, jak při konzultacích, tak při praktických záležitostech. Chci poděkovat také Ing. Vladimíru Grycovi, Ph.D. a Ing. Hanuši Vavrčíkovi, Ph.D. za umožnění účasti na cvičeních v rámci výuky mikroskopické anatomie dřev na MZLU v Brně. Děkuji Romanu Továrkovi a Pamele Továrkové za pomoc při sběrech silicifikovaných dřev a podporu při studiu. Dík patří i celé rodině a těm všem, kdo mi jakkoliv pomohli.

7 OBSAH 1. ÚVOD 8 2. PROCES SILICIFIKACE, CHARAKTERISTIKA LOKALIT Silicifikace dřev (permineralizace, intuskrustace) Používání terciérních silicifikovaných dřev v pravěku Silicifikovaná dřeva na území ČR Přehled lokalit výskytu terciérních silicifikovaných dřev na 11 Moravě 3. ZÁSADY SYSTEMATIKY FOSILNÍCH DŘEV Dřeva jehličnatých stromů (Gymnospermae) Dřeva listnatých stromů (Angiospermae) METODIKA A ZPRACOVÁNÍ SILICIFIKOVANÝCH DŘEV Příprava výbrusů, optická mikroskopie Vzorek Oleksovice Vzorek Mistřín Vzorek Čejkovice Ukázka mikroskopické struktury u jiných typů dřev ZÁVĚR POUŽITÁ LITERATURA 29 PŘÍLOHY

8 1. ÚVOD Předmětem bakalářské práce je studium terciérních silicifikovaných dřev Moravy. Cílem práce bylo sestavit přehled dosud nalezených terciérních silicifikovaných dřev na Moravě. V další části se všeobecně věnuji procesu silicifikace; podmínkám umožňujícím vznik silicifikovaných dřev v terciéru a možnostem používání terciérních dřev v pravěku. Charakterizuji zásady systematiky fosilních dřev a základní anatomické elementy, které slouží k jejich diagnostikování. V metodické části jsou zpracovány zapůjčené vzorky z katedry geologie, které mi ze sbírek poskytla RNDr. Doláková a xylolity ze soukromé sbírky P. Goldmanna a jeden vlastní nález z popsané lokality Oleksovice. 8

9 2. PROCES SILICIFIKACE, CHARAKTERISTIKA LOKALIT 2.1. Silicifikace dřev (permineralizace, intuskrustace) Fosilizační proces vedoucí k petrifikaci (tzv. zkamenění) podle Březinové (1970) probíhá u fosilních dřev dvěma různými způsoby, a to karbonizací (zuhelnatěním), nebo permineralizací (intuskrustací). Permineralizace je proces pronikání anorganických látek, které krystalizují na minerály, ale nenahrazují původní organickou hmotu. Permineralizace zahrnuje tyto procesy: 1) kalcifikaci, 2) fosfatizaci a 3) silicifikaci, popř. 4) pyritizaci (kyzovatění) jež se od sebe liší minerálními látkami, které pronikají původní rostlinnou tkáň. Matysová (2006) uvádí tyto minerální látky: křemitá hmota (opál, rohovec, křemen a jeho odrůdy včetně chalcedonu); dále pak dolomit, vápenec, limonit, pyrit, sulfid (zvláště Cu), halit, zeolit, goethit, fosforečnan vápenatý, z fosfátů apatit, frankolit, laumonit, sapperit, sfalerit; smolinec a coffinit. Mechanizmus fosilizace dřev silicifikací je podle Karáska (1997) v podstatě stejný proces jako vznik opálových sraženin při chemickém zvětrávání alkalických hornin. Oxid křemičitý je ve vodě rozpustný pouze tehdy, je-li voda obohacena o alkálie (např. hydroxid sodný, který se z horniny uvolní při chemickém zvětrávání sodnovápenatých živců). Nevznikne však pravý roztok srovnatelný třeba s mořskou vodou, nýbrž velmi labilní koloidní roztok, který se neutralizací po přidání kyseliny srazí v pevné sloučeniny (v daném případě v hydratovaný oxid křemičitý opál a uhličitan sodný). Zdrojem příslušné kyseliny pro změnu skupenství koloidního roztoku je srážková voda, která vždy obsahuje rozpuštěný oxid uhličitý a je tedy velmi zředěnou kyselinou uhličitou. Uhličitan sodný je ve vodě rozpustný a je proto cirkulující podzemní vodou odplaven do vodních toků. Na místě vzniku tak zůstanou jen sraženiny hydratovaného oxidu křemičitého, tedy opálu. Koloidní roztok, pokud ještě není sražen, je schopen impregnovat nasáklé dřevo a po sražení uvedeným mechanizmem opál věrně okopíruje strukturu původní organické hmoty a druhý produkt reakce (uhličitan sodný) je podzemní vodou odplaven. Světlou patinu nepřemístěných silicifikovaných dřev je nutno připsat právě zóně původního kontaktu oxidu křemičitého s uhličitanem sodným. V případě bez živcových alkalických hornin (např. serpentinitu) vzniká podobným mechanizmem jako průvodce opálu nerozpustný uhličitan hořečnatý, tedy magnezit. Z uvedeného je zřejmé, že fosilizace dřeva silicifikací je pomalý proces, který nastává jen v alkalickém prostředí a za přístupu vzduchu, srážkové 9

10 vody a podzemní vody s volným oběhem. V opačných geochemických poměrech, tj. v kyselém prostředí bez přístupu vzduchu, fosilizuje dřevo zuhelnatěním (karbonizací) (Karásek 1997). Později docházelo u silicifikovaných dřev k rekrystalizaci, z amorfního opálu na chalcedon až křemen. Tento proces však neprobíhal na jednotlivých kusech ani v rámci jednoho úlomku stejně rychle (Buriánek 1997). Podrobněji se mechanizmy silicifikace zabývala ve své práci Matysová (2006). Podle Karáska (1997) je silicifikované dřevo se zřetelnými letokruhy dokladem podnebí se sezónním počasím v době růstu stromů (dřeva ze Suchohrdel a Těšetic), tedy podnebí buď mírného s vyhraněným zimním obdobím nebo subtropického s vyhraněnou sezónou sucha. Naproti tomu hutná dřeva bez zjevných letokruhů svědčí spíše o vzniku za podmínek humidního tropického klimatu (Letošov). Tento fakt poukazuje na to, že všechna moravská silicifikovaná dřeva nevznikla současně. V průběhu celých čtvrtohor již nenastaly takové klimatické podmínky, které by umožnily fosilizaci dřev silicifikací Používání terciérních silicifikovaných dřev v pravěku Pozoruhodná je podle Karáska (1997) skutečnost absence silicifikovaných dřev v inventářích nástrojů člověka doby kamenné. Příklad využití v pravěku lze uvést z Brna Starého Lískovce, kde M. Přichystal nalezl v roce 2006 při záchranném výzkumu 13,5 cm dlouhý kus terciérního silicifikovaného dřeva v objektu kultury s lineární keramikou. Protáhlý artefakt má velmi dobře zachovanou strukturu dřeva i se stopami po napadení hmyzími škůdci. Barva na čerstvém lomu je skvrnitě žlutohnědá až šedá, povrch je převážně pokryt bělavou patinou. Na jednom místě bylo v pravěku odštípnuto několik štěpin zřejmě jako zkušební test kvality suroviny (Přichystal, v tisku). Podle Přichystala (v tisku) je dalším příkladem nález sběratele D. Kolbingera v prostoru aurignacké stanice Pavlovice u Přerova, nacházející se na jz. okraj kry Maleníku. Nejedná se o člověkem opracovaný artefakt a je pojmenován jako,,araukarit, což v tomto případě není vhodný název, neboť tak jsou označována zkřemenělá dřeva nahosemenných stromovitých rostlin (Cordaites) karbonského a permského stáří. Mezi eneolitickými artefakty na výšinné osadě lidu s badenskou kulturou u Hlinska, která leží v bezprostředním okolí lomu Podhůra, nebyla silicifikovaná dřeva jako surovina štípaných artefaktů zjištěna, rovněž nejsou uváděna ani z největší paleolitické stanice na kře Maleníku Velké Kobylanky u Hranic (Přichystal, v tisku). 10

11 2.3. Silicifikovaná dřeva na území ČR Ve střední Evropě vznikala prokřemenělá fosilní dřeva především během dvou období: koncem prvohor v permu a během starších třetihor, zejména v oligocénu (Přichystal, v tisku). Silicifikovaná dřeva permokarbonského stáří jsou rozšířena zejména v podkrkonošské pánvi a ve vnitrosudetské pánvi; např. studie Březinové (1970) a Matysové (2006), podle Přichystala (v tisku) v oblasti pánví západních a středních Čech, okolí Plzně, v Železných horách a v oblasti boskovické brázdy na západní Moravě. Silicifikovaná dřeva terciérního stáří, jež jsou předmětem předložené práce, se hojně vyskytují v jihočeských pánvích, v podkrušnohorských pánvích (Prakash et al. 1971), (Březinová et al. 1994), (Sakala, Teodoridis 2001), dále v terciérních sedimentech vyplňujících prohlubně na kře Maleníku a na pleistocénních štěrkopískových terasách jižní Moravy (Přichystal, v tisku). Méně časté výskyty jsou podle Šmerdy (1997) v mladších hlinitých kvartérních sedimentech, velmi často se s nimi setkáváme při hledání vltavínů. Vzhledem k nedostatku vhodných odkryvů se dřeva získávají přímým sběrem z povrchové vrstvy ornice Přehled lokalit výskytu terciérních silicifikovaných dřev na Moravě Prokřemenělá (silicifikovaná) dřeva se nacházejí 1) na původních (primárních) nalezištích nebo 2) na druhotných (sekundárních) nalezištích. Převážně se jedná o lokality sekundární, kam byly fragmenty terciérních dřev transportovány. (Obr. 1) Nálezy xylolitů se podle Přichystala (v tisku) vyskytují ve starotřetihorních flyšových sedimentech magurské skupiny Bučník u Komně nebo ždánické jednotky Letošov u Bučovic. Nacházejí se také v bazálních miocénních vrstvách (Ivančice, Padochov, Oslavany, Brno). Kruťa (1966) ve svém přehledu moravských nerostů uvádí nálezy z Boskovické brázdy fosilní silicifikované dřevo z Boskovic z miocénních štěrkopísků, dále xylolit z okolí Jinačovic ze štěrkopísků o rozměrech 27,5 x 9 x 3 cm a o hmotnosti 1,24 kg. Jsou to dřeva sekundárně přemístěná, botanicky blíže neurčená, se zachovalou strukturou. Na těchto xylolitech není zjištěno, zda-li jsou stáří terciérního či permokarbonského. Přichystal (v tisku) uvádí lokalitu, kru Maleník (vrchovina v jz. části Podbeskydské pahorkatiny o rozloze asi 60 km 2 ). Kusy dřev byly nalezeny i v okolí Oseku 11

12 nad Bečvou (10,5 x 15 cm) a Hlinska u Lipníka, při skrývce na lomu Podhůra (6,9 kg, rozměry 26 x 21 cm). Podle Karáska (1997) se od níže uvedených sekundárních nalezišť odlišují lokality nepochybných mladotřetihorních štěrků a písků (např. Suchohrdly u Znojma, Těšetice), kde jsou nálezy xylolitů vázány na bazální spodnomiocénní vrstvy. Na rozdíl od dřev ze sekundárních nalezišť je pro ně příznačné, že jejich povrch je kryt bělavou patinou o tloušťce až 10 mm, která zdůrazňuje detaily dřevní struktury včetně různých defektů (např. působení hniloby, dřevokazných hub) (Karásek 1997). Na sekundární naleziště, podle Přichystala (v tisku), byla silicifikovaná dřeva transportována řekami ve čtvrtohorách z původních lokalit mladotřetihorních (z hornin východního okraje Českého masivu - pleistocénní štěrkopískové terasy Svratky, Svitavy, Moravy, Dyje), okolí Modřic, pískovny v Bratčicích, Žabčicích, v okolí Pohořelic, v Břeclavi Poštorné; jeden z prvních xylolitů byl zaznamenán také ve vltavínonosných štěrcích v okolí Třebíče. Dále se tato dřeva podle Burkarta (1953) nacházejí v okolí Syrovické terasy u Smolína tato terasa patří k pískovnám v Bratčicích a Žabčicích, ve štěrcích z nivy Moravy v Uherském Hradišti a podle Buriánka (1997) na lokalitě ve Vlasaticích, (stáří günz). Ze sekundárních nalezišť uvádí Karásek (1997) mohelenskou vltavínovou lokalitu (,,Na boleniskách, skryjský kamenolom); v okolí Ostrožské Nové Vsi. Šmerda (1997) popsal lokality na Znojemsku (nálezy z Dolenic, Kuchařovic, Jiřic u Miroslavi, Oleksovic, a z okolí zrušené obce Ječmeniště). Silicity, resp. silicifikovaná dřeva podle Karáska (1997) trpí nejméně při říčním transportu destrukcí, takže říční sedimenty se při procesech transportu i zvětrávání (v kyselém prostředí) o tyto hmoty relativně obohacují. O značné odolnosti dřev svědčí skutečnost, že jsou v říčních štěrcích jen málokdy opracovány do tvaru valounů a na jejich říční transport lze usuzovat jen ze zaoblení původně ostrých hran. 12

13 Obr. 1: Přehled výskytu terciérních silicifikovaných dřev na Moravě - výřez z turistické mapy ( Vysvětlivky příloha č. 1: Lokality 13

14 Kruťa (1966) v přehledu moravských minerálů popsal tyto lokality xylolitů: Boskovice, Brno Brněnské Ivanovice, Brno Slatina, Dolenice, Hodonín u Břeclavi, Ivaň u Pohořelic, Jinačovice, Jiřice u Miroslavi, Kokory, Krumvíř, Lednice, Luhačovice, Medlov u Pohořelic, Měnín, Mikulov, Modřice, Moravské Bránice, Moravské Knínice, Napajedla, Nová Ves u Pohořelic, Ostrava, Ostrožské Předměstí, Otrokovice, Podivín, Popice u Hustopečí, Pouzdřany, Pravlov, Rebešovice, Rohatec, Stará Bělá, Staré Město, Strachotín, Strážnice, Suchohrdly, Šaratice, Troubsko, Unkovice, Vranovice, Žabčice. Jedná se převážně o sekundárně přemístěná dřeva, která nejsou botanicky určena. Lokality Ostrava a Stará Bělá (jjz. od Ostravy) již neuvádím v mapce (Obr.1), vzhledem k technickým problémům, jedná se o říčně ledovcové usazeniny ve štěrkopískovně; z miocénních, pleistocénních a holocenních sedimentů. Březinová (1970) ve svém přehledu nálezů fosilních dřev na území Československa uvádí lokality z Jihlavska, ze Slezska, z karpatské předhlubně a z vídeňské pánve (např. z hnědouhelných slojí u Hodonína, Čejče, Poštorné, Dubňan, Ratíškovic). Jedná se o dřeva prouhelněná, která vznikala v lagunárních či jezerních pralesních rašeliništích. Tyto nálezy nejsou náplní předložené práce, ale jsou zde významné z hlediska systematického určování silicifikovaných dřev na Moravě. Je zřejmé, že existuje daleko větší množství lokalit, než tento stručný přehled, který zaznamenává současná literatura. Pozoruhodné jsou nálezy z muzejních sbírek či výukové exempláře na geologických ústavech. Silicifikovaná dřeva se také objevují ve sbírkách soukromých sběratelů. Současným problémem studia xylolitů je nevelký zájem odborníků, nepřehlednost a nedostatek vhodných monografií. 14

15 3. ZÁSADY SYSTEMATIKY FOSILNÍCH DŘEV Existují tři základní řezy dřevem (Obr. 2), pomocí nichž můžeme vzorek určit. Tyto tři řezy pozorujeme jak na makroskopické, tak na mikroskopické úrovni (Kvaček Z. e al. 2004). Ne vždy je vzorek zachován tak dobře, aby u něj mohly být zhotoveny všechny tři řezy. 1) příčný řez (transverzální), označuje se P, je to řez rovinou kolmou na osu kmene, 2) radiální řez (poloměrový, středový), označuje se R, řez v rovině rovnoběžné k ose kmene, který prochází středem kmene (dření), 3) tangenciální řez (tečnový, fládrový), označuje se T, řez vedený v rovině rovnoběžné s osou kmene, který neprochází středem kmene (dření) (Požgaj, Chovanec et al. 1993), ( Fosilní dřeva určujeme podobným způsobem jako recentní dřeva; popisujeme je na základě makroskopické stavby a mikroskopické stavby. Znaky makroskopické struktury fosilních dřev nejsou někdy příliš dobře pozorovatelné. Výrazně se odlišují 1) dřeva jehličnatých stromů a 2) dřeva listnatých stromů. Dřeva listnatých stromů se dále člení na dřeva s kruhovitě pórovitou stavbou, dřeva s polokruhovitě pórovitou stavbou a dřeva s roztroušeně pórovitou stavbou. U prvního makroskopického znaku; stavby letokruhů odlišujeme světlejší část, tzv. jarní - časné dřevo a tmavší část, tzv. letní pozdní dřevo. Letokruhy vznikají přerušením tloušťkového růstu stromu během vegetačního klidu dřevin chladného a mírného klimatu. Z makroskopických znaků se určují jmenovitě tyto další důležité znaky: dřeňové paprsky, cévy, pryskyřičné kanálky, dřeňové skvrny, suky, povrchové a vzhledové vlastnosti, mechanické a fyzikální vlastnosti ( různé defekty, např. působení dřevokazných hub, hniloby, stopy po napadení hmyzími škůdci apod. Mikroskopická struktura je velmi důležitá k určování fosilních dřev. Na mikroskopických preparátech se zkoumá soubor anatomických elementů, které tvoří dřevo (xylém). Rozlišují se dvě hlavní skupiny základních anatomických elementů: 1) dřeva jehličnatých stromů 2) dřeva listnatých stromů 15

16 1) P řez 2) R řez 3) T řez Obr. 2: Základní řezy dřevem upraveno ( Dřeva listnatých stromů se stejně jako u makroskopické stavby rozčleňují na tři skupiny, (obr. 3) a to na a) dřeva s kruhovitě pórovitou stavbou b) dřeva s polokruhovitě pórovitou stavbou c) dřeva s roztroušeně pórovitou stavbou Určování dřev spočívá v tom, zda- li jsou, či nejsou přítomny určité soubory anatomických elementů charakteristických pro danou dřevinu Dřeva jehličnatých stromů (Gymnospermae) Anatomické elementy dřev jehličnatých stromů jsou podle Balabána (1955) tracheidy a parenchymatické buňky (viz. obr. 11 a obr. 12). Tracheidy jsou odumřelé buňky, které tvoří % hmoty jehličnatých dřevin. Dělí se na horizontální (ležaté, orientované kolmo na osu kmene) a vertikální (jarní a letní, orientovány rovnoběžně k podélné ose kmene). Funkce vertikálních tracheid je vodivá (jarní tracheidy) a mechanická (letní tracheidy). Jarní tracheidy tvoří jarní dřevo; jsou to tenkostěnné, na koncích zaoblené a kratší buňky. Letní tracheidy vytvářejí letní dřevo; jsou to spíše tlustostěnné, zašpičatělé a užší buňky. Na stěnách tracheid bývají u některých dřev spirální ztluštěniny (důležité pro zvýšení pevnosti tracheid) např. tis (Taxus), douglaska 16

17 (Pseudotsuga) a také dvůrkaté ztenčeniny, neboli dvojtečky sloužící k zajištění komunikace mezi buňkami, pozn. párové dvojtečky se vyskytují u modřínu (Larix). Horizontální (ležaté) tracheidy mají vodivou funkci a mohou mít buněčnou stěnu hladkou nebo zubatě ztloustlou výskyt u borovice lesní (Pinus sylvestris). Horizontální tracheidy jsou součástí dřeňových paprsků s pryskyřičnými kanálky, ( Parenchymatické buňky jsou živé buňky hranolovitého tvaru s jednoduchými ztenčeninami, tzv. tečkami. Jejich funkce je zásobní a pomocná vodivá. Vytvářejí dřeňové paprsky, podélný dřevní parenchym či pryskyřičné kanálky (Kvaček Z. et al. 2004). Dřeňové paprsky jsou soubory parenchymatických buněk, které jsou kolmé k ose kmene. Pro většinu jehličnatých dřevin je charakteristická přítomnost jednovrstevných dřeňových paprsků, s výjimkou paprsků, kterými prochází pryskyřičné kanálky, jež bývají vícevrstevné. Typickými ztenčeninami jsou tečky. Dřeňové paprsky se dělí na dva typy; na homocelulární (stejnobuněčné), které jsou tvořeny pouze parenchymatickými buňkami a nemají pryskyřičné kanálky a na heterocelulární (různobuněčné), skládající se z parenchymatických buněk a ležatých tracheid; obsahují pryskyřičné kanálky. Podélný (axiální) dřevní parenchym je rovnoběžný s podélnou osou kmene, vyskytuje se sporadicky, u mnoha dřev zcela chybí. Pryskyřičné kanálky jsou charakteristické pro dřeva jehličnatých stromů; ale ne pro všechna, chybí u jedle (Abies), tisu (Taxus) a jalovce (Juniperus). Pryskyřičné kanálky mají vrstvu epitelových buněk vylučujících pryskyřici. Pryskyřičné kanálky jsou rozlišovány na horizontální a vertikální, důležitá charakteristika pro určování je tloušťka a počet epitelových buněk. Podle počtu a tloušťky buněk se dělí pryskyřičné kanálky na typ borovice (4-5 tenkostěnných epitelových buněk) a typ smrk (6-12 tlustostěnných epitelových buněk). Významným rozlišujícím elementem je také typ teček v křížovém poli. Křížové pole je místo na radiálním řezu, kde je v kontaktu buněčná stěna vertikálních tracheid s buněčnou stěnou parenchymatických buněk dřeňového paprsku. Prvním typem je tzv. oknový typ, jedná se o jednu či dvě velké ztenčeniny, charakteristické pro borovici (Pinus). Druhým typem je tzv. piceoidní typ, vyskytuje se u smrku (Picea), modřínu (Larix) a douglasky (Pseudotsuga). Další typ je taxodioidní typ, např. jedle (Abies) a cupressoidní typ např. tis (Taxus) a jalovec (Juniperus), ( Na tangenciálním řezu můžeme pozorovat také výšku a šířku dřeňového paprsku, počet buněk na výšku např. pro tis je zhruba 3 buňky a u jedle buněk. 17

18 3.2. Dřeva listnatých stromů (Angiospermae) Anatomické elementy dřev listnatých stromů jsou podle Balabána (1955) cévy, parenchymatické buňky, (libriformní vlákna a tracheidy nejsou důležité pro určování těchto dřev). Cévy (viz. obr. 13) se skládají podle Černohorského (1957) z cévních článků, jsou to vodivé axiálně orientované elementy, z hlediska příčného rozměru se dělí na makrocévy, které mají průměr větší než 0,1 mm a na mikrocévy, o průměru menším než 0,1 mm. Cévní články jsou uloženy nad sebou, vlní se a někdy nemusí být ve výbrusu vidět po celé délce. Cévy mají příčné přehrádky, které jsou podle Černohorského (1957) úplně nebo částečně perforovány (rozpuštěny či rozrušeny vlivem diferenciace buněk). Perforace je tudíž jednoduchá, žebříčkovitá, nebo obě společně, či síťovitá. Cévy mají též spirální ztluštěniny a dvůrkaté ztenčeniny (dvojtečky). V cévách se někdy vyskytují thyly, jsou vychlípeniny parenchymatických buněk, které prorůstají do buněčných cév přes ztenčeniny a cévu ucpávají, čímž jí škodí např. u trnovníku (Robinia). Parenchymatické buňky jsou stejně jako u jehličnatých stromů živé buňky s funkcí zásobní a pomocnou vodivou. Parenchymatické buňky vytváří opět dřeňové paprsky a podélný dřevní parenchym. Dřeňové paprsky jsou kolmé na podélnou osu kmene a jeví se na tangenciálním řezu jako typická vřetena. K určování jsou velmi důležité, neboť počet buněk (jejich vrstevnatost v nejširším místě) charakterizuje určitou dřevinu. Dřeňové paprsky se opět dělí na dva typy; na homogenní a na heterogenní. V tomto případě se jedná o tvar parenchymatických buněk. Homogenního typu jsou parenchymatické buňky stejného tvaru a heterogenní typ je z morfologického hlediska složen z minimálně dvou tvarů parenchymatických buněk např. stojaté, čtvercové,.. Podélný (axiální) dřevní parenchym je rovnoběžný s podélnou osou kmene, jsou to oválné buňky s buněčným obsahem, na příčném řezu rozlišujeme, zda-li axiální parenchym obklopuje vodivé elementy (cévy) či nikoliv. Podle tohoto vztahu se axiální parenchym rozčleňuje do skupin: 1) apotracheální (mimo cévu), 2) paratracheální (obklopuje cévu) či 3) svazkový axiální parenchym. Dále se tyto skupiny dělí na několik podskupin např. rozptýlený, křídlovitý, vazicentrický atd. Libriformní vlákna tvoří hlavní podíl dřevní hmoty (50-60 %), jsou to protáhlé zašpičatělé buňky, s funkcí mechanickou a nejsou jako diagnostický element důležité. 18

19 Tracheidy se velmi těžko odlišují od libriformních vláken, mají stejnou funkci; dělí se na vazicentrické, cévovité a vláknité. Nemají zásadní význam při identifikaci dřevin ( Rozdělení dřev z hlediska uspořádání cév (obr.3): a) dřeva s kruhovitě pórovitou stavbou Pro dřeva s kruhovitě pórovitou stavbou je charakteristický současný výskyt makrocév v jarním dřevě a mikrocév v letním dřevě. Dobře pozorovatelný na mikroskopickém vzorku je výrazně velký rozdíl v rozměrech makrocév a mikrocév. Typ perforace v cévách je jednoduchý. Hojně se vyskytují spirální ztluštěniny a thyly. Důležitým elementem je vrstevnatost a typ dřeňového paprsku. Na makroskopickém vzorku se makrocévy (makropóry) jeví na příčném řezu jako tzv. vpichy - otvůrky a na radiálním a tangenciálním řezu jako drážky nebo svislé rýhy. Z recentních dřev mají kruhovitě pórovitou stavbu: kaštanovník (Castanea), jasan (Fraxinus), trnovník akát (Robinia), jilm (Ulmus), morušovník (Morus), pajasan (Ailanthus), dub (Quercus) ( b) dřeva s polokruhovitě pórovitou stavbou Dřeva s polokruhovitě pórovitou stavbou dělíme na dvě skupiny. První je tzv. skupina ořešák - (Juglans), u které se vyskytují pouze makrocévy. Druhá skupina je tvořena jen mikrocévami, v jarním dřevě je jejich četnost poměrně větší než v letním dřevě. Typ perforace je opět jako u dřev kruhovitě pórovitých jednoduchý. Do této skupiny se řadí následující dřeviny: třešeň (Cerasus), švestka (Prunus), jabloň (Malus) a jeřáb (Sorbus) ( c) dřeva s roztroušeně pórovitou stavbou Skupina dřev s roztroušeně pórovitou stavbou je tvořena pouze mikrocévami, které jsou roztroušeny rovnoměrně po celém letokruhu a pouhým okem nejsou viditelné. Mikrocévy se vyskytují buď ve shlucích (skupinkách do 4 nebo 4 a více), často orientovaných radiálně, anebo jsou cévy pouze jednotlivě. Perforace cév bývají jednoduché (typické pro většinu dřev), žebříčkovité - výhradně u olše (Alnus) a břízy (Betula) nebo současně oba typy u buku (Fagus) a platanu (Platanus). Na podélných řezech u jírovce (Aesculus), habru (Carpinus), lípy (Tilia) a javoru (Acer) se vyskytují 19

20 ztluštěniny buněčných stěn cév. Dřeva se dělí také podle vrstevnatosti dřeňových paprsků, podle typu dřeňových paprsků (homogenní, heterogenní) a zda-li jsou dřeňové paprsky pravé či nepravé (sdružené). Do skupiny dřev s roztroušeně pórovitou stavbou se zahrnují tyto dřeviny: platan (Platanus), olše (Alnus), buk (Fagus), habr (Carpinus), lípa (Tilia), javor (Acer), bříza (Betula), topol (Populus), hrušeň (Pyrus), vrba (Salix) a jírovec (Aesculus) ( Obr. 3: Uspořádání jarních a letních cév na příčném řezu upraveno (Požgaj, Chovanec et al. 1993). 1, 2, 3 kruhovitě pórovité dřeviny; 4 - polokruhovitě pórovité dřeviny; 5 roztroušeně pórovité dřeviny. ZÁKLADNÍ PŘEHLED DŘEVIN DOMINUJÍCÍCH V TERCIÉRU V období paleogénu převažují teplomilné dřeviny s paleotropickými prvky. Krytosemenné rostliny výrazně dominují nad nahosemennými rostlinami. Z krytosemenných jsou zastoupeny jednoděložné (např. palmy) i dvouděložné (fikusy, mangolie, vrby, duby, javory, břízy, topoly). Z jehličnanů jsou to zejména sekvoje (vznik hnědého uhlí), tisovce, jedle, cedry a cypřiše. V období neogénu postupně přibývají opadavé krytosemenné rostliny s arktoterciérními prvky, jež jsou přizpůsobeny méně příznivým podmínkám. Teplomilné rostlinstvo je díky ochlazování klimatu vytlačováno na jih, popř. dochází k vymírání. Z krytosemenných převažují břízy, olše, habry, duby a z nahosemenných sekvoje a tisovce. 20

21 4. METODIKA A ZPRACOVÁNÍ SILICIFIKOVANÝCH DŘEV Vlastní metodika a práce spočívá v charakterizaci tří vybraných vzorků terciérních silicifikovaných dřev. První, vlastní vzorek určený ke studiu, pochází lokality Oleksovice. Tato obec leží asi 15 km sv. od Znojma. Podle výřezu z katastrální mapy (obr. 4) je tato trať, kde bylo dřevo nalezeno, označovaná názvem Kamenec (~ 600 m jv. od obce, GPS: N, E). Je charakteristická mírně zvlněným terénem, na povrchové vrstvě ornice je velké množství různých klastických sedimentů (příloha č. 2). Podle Šmerdy (1997) se zřejmě jedná o pliocénní až pleistocénní štěrkopískovou terasu. Další dva nálezy, jež mi věnoval sběratel P. Goldmann, pochází z lokality Mistřín a Čejkovice u Hodonína. Cenné vzorky mi také poskytla ke studiu RNDr. Doláková. Xylolit z Mistřína (lokalizace: přibližně 14 km s. od Hodonína) byl nalezen ve štěrkovně, jedná se o lokalitu pliocenního až pleistocénního stáří. Z přírodní rezervace Čejkovické Špidláky pochází další vzorek dřeva. Tato lokalita se nachází zhruba 16 km sz. od Hodonína, mezi obcemi Čejčí a Čejkovicemi. Tuto rezervaci tvoří tři rozlehlé samostatné ostrůvky s prudkými svahy a flórou stepního charakteru ( - rostlin.cz; http: //botany.cz). Studovaný fragment dřeva pochází ze souvrství, kde je ukončena pliocénní sedimentace Příprava výbrusů, optická mikroskopie Xylolity jsem označila podle místa nálezu: Oleksovice, Mistřín a Čejkovice. Vzorky uvedených dřev zpracovali J. Povolný a P. Goldmann v brusírně Ústavu geologických věd PřF MU. Byly zhotoveny 3 základní řezy příčný, radiální a tangenciální. U vzorku Oleksovice byly vytvořeny pouze 2 řezy (příčný a tangenciální), neboť se zachoval pouze malý zbytek dřeva. Tyto řezy byly lepeny na podložní sklíčko a po zaschnutí hmoty byly řezány a broušeny na výbrusy o tloušťce přibližně 0,03 až 0,08 mm. Při studiu anatomie dřeva musí být tloušťka výbrusů větší než u běžných petrografických výbrusů, protože u tenčích řezů jsou buňky značně neidentifikovatelné. V závěrečné fázi byly výbrusy leštěny a přikryty krycím sklíčkem. 21

22 Výbrusy jsem studovala optickým mikroskopem Nikon Alphaphot. Mikroskopické snímky byly zhotoveny digitálním fotoaparátem Nikon COOLPIX Makroskopické vzorky zdokumentovala L. Plchová na Ústavu geologických věd PřF MU. 1: Obr. 4: Lokalita Oleksovice u Znojma zobrazení na historické Geologické mapě Zemí Koruny České ( a výřez z územní katastrální mapy ( 22

23 4.2. Vzorek Oleksovice (příloha č. 3) MAKROSKOPICKÝ POPIS Na tenkém fragmentu kmene silicifikovaného dřeva (obr. 5) je dobře viditelná charakteristická stavba dřeva. Hlavním makroskopickým znakem je především uspořádání letokruhů. Na tangenciálním i příčném řezu jsou patrné rozdíly mezi zbarvením jarního (časného) dřeva, které je světlejší, a mezi barvou letního (pozdního) dřeva, které je tmavší. Další znak, který je zde viditelný po navlhčení příčného řezu, je výskyt cév. Ty se jeví jako malé otvůrky do dřevní hmoty. Obr. 5: Makroskopický snímek silicifikovaného dřeva Oleksovice - tangenciální řez, upraveno, foto: Plchová MIKROSKOPICKÝ POPIS I když se makroskopický vzorek jeví na první pohled jako dobře zachovaný, na mikroskopické úrovni jsem zjistila, že tomu tak není. Struktura xylému je velmi deformovaná a porušená (obr. 6). Zůstalo zachováno jen velice malé množství anatomických elementů, podle kterých by se dalo dřevo identifikovat. Podle výskytu a uspořádání vodivých elementů cév lze definovat, že se jedná o dřevo listnatého stromu s kruhovitě pórovitou stavbou. Jelikož mám k dispozici pouze 2 řezy, a to příčný a tangenciální, který je navíc nerozlišitelný, nelze dřevo přesně určit. Na příčném řezu jsou viditelné jarní i letní cévy, převážně jednotlivě, je možný i výskyt thyl (?). Na tangenciálním řezu se pravděpodobně vyskytují 1-4 vrstevnaté 23

24 dřeňové paprsky. Zřejmě se jedná o dřevinu rodu Fraxinus (jasan), ale vzhledem ke špatnému zachování to nelze s jistotou potvrdit. Obr. 6: Mikroskopický snímek silicifikovaného dřeva Oleksovice, zvětšení 40 x - příčný řez, foto: autor 4.3. Vzorek Mistřín (příloha č. 4) MAKROSKOPICKÝ POPIS Xylolit z lokality Mistřín má velmi dobře zachovanou strukturu dřeva, jsou poměrně snadno viditelné letokruhy (obr. 7). Barva dřeva na povrchu je kávově šedá, po odříznutí vzorku je patrná černá barva, což mohlo zřejmě vzniknout prvotním prouhelněním. Vzorek je mírně deformovaný a místy se v xylému vyskytují jemné trhliny. Obr. 7: Makroskopický snímek silicifikovaného dřeva Mistřín, upraveno, foto: Plchová 24

25 MIKROSKOPICKÝ POPIS Ve výbrusu silicifikovaného dřeva Mistřín (obr. 8) se setkáváme s typem roztroušeně pórovité struktury dřeva (dřevo listnatého stromu). Póry (cévy) jsou rovnoměrně rozšířeny po celém letokruhu a jsou uspořádány jednotlivě, netvoří žádné skupinky. Perforace cév je jednoduchá, thyly se zřejmě nevyskytují. Dřeňový paprsek je jednovrstevný až třívrstevný, pravděpodobně heterogenní typ. Elementy jsou různě deformované a objevují se trhliny či praskliny. Podle studie fosilních dřev z Doupovských hor a Českého středohoří (Prakash et al. 1971) by se dal tento xylolit podle struktury anatomických elementů systematicky zařadit k čeledi Lauraceae (vavřínovité). Obr. 8: Mikroskopický snímek silicifikovaného dřeva Mistřín, zvětšení 40 x - příčný řez, foto: autor 4.4 Vzorek Čejkovice (příloha č. 5) MAKROSKOPICKÝ POPIS Na studovaném vzorku jsou zřetelně viditelné letokruhy (obr. 9). Před zhotovením výbrusů byl na kmínku pozůstatek po živé či odumřelé větvi (suk o délce přibližně 0,5 cm), který byl řezáním odstraněn. 25

26 Obr. 9: Makroskopický snímek silicifikovaného dřeva - Čejkovice, upraveno, foto: Plchová MIKROSKOPICKÝ POPIS Z mikroskopického pohledu je dřevo poněkud deformované a objevují se také četné trhliny. Vzorek se na příčném řezu jeví jako typ polokruhovitě pórovité dřeviny (obr. 10). Dřeňový paprsek je jednovrstevný. Cévy jsou uspořádány jednotlivě. Perforace cév je jednoduchá, typ dřeňových paprsků je homogenní. Na radiálním řezu se vyskytují na cévách spirální ztluštěniny. Podle těchto anatomických elementů by se mělo jednat o dřevo rodu Sorbus (jeřáb). Obr. 10: Mikroskopický snímek silicifikovaného dřeva - Čejkovice, zvětšení 40 x - příčný řez, foto: autor 26

27 4.5. Ukázka mikroskopické struktury u jiných typů dřev - pro ukázku uvádím xylolit jehličnatého dřeva (obr. 11 a obr. 12) u něhož není známa lokalita. Na příčném řezu jsou patrné tracheidy a parenchymatické buňky. Přechod mezi jarním a letním dřevem je velmi pozvolný. Pryskyřičné kanálky chybí. Tmavé tečky uvnitř vzorku je axiální dřevní parenchym. Obr. 11: Dřevo jehličnatého stromu, zvětšení 100 x příčný řez, foto: autor - na radiálním řezu vidíme v levé části axiální dřevní parenchym, typ dřeňového paprsku homogenní, při větším zvětšení byly vidět tečky často svisle pod sebou, v křížovém poli snad cupressoidní typ ztenčenin (?). Nezůstal zachován tangenciální řez, ale zřejmě se jedná o dřevo rodu Juniperus (jalovec). Obr. 12: Dřevo jehličnatého stromu, zvětšení 200 x - radiální řez, foto: autor - na vzorku dřeva listnatého stromu se vyskytují cévy zřejmě v kruhovitě pórovité stavbě, dřevo je dosti deformované. Lokalita nálezu xylolitu je opět neznámá. Obr. 13: Dřevo listnatého stromu, zvětšení 100 x - příčný řez, foto: autor Uvedené vzorky mi poskytla ke studiu RNDr. Doláková z paleontologické sbírky PřF MU. 27

28 5. ZÁVĚR V předložené práci jsem všeobecně shrnula dosavadní výskyty terciérních silicifikovaných dřev na Moravě. Lokality byly popsány a rozlišeny na naleziště primární a na naleziště sekundární. Rozdíl mezi nálezy in situ a mezi nálezy redeponovanými v mladších sedimentech spočívá v přítomnosti bělavé patiny. Tato patina je charakteristická u nepochybných neogenních fosilních dřev z primárních nalezišť. Byla stručně shrnuta systematika a anatomie silicifikovaných dřev. Dále byl sestaven přehled základních anatomických elementů, které slouží k diagnostikování neznámého vzorku xylolitu. Pro studium terciérních silicifikovaných dřev je nejdůležitější správně a přesně zhotovit všechny tři řezy: příčný, radiální i tangenciální. Přesné systematické zařazení je obtížné, neboť dřevo bývá porušeno, deformováno či jinak poškozeno a některé podstatné diagnostické elementy nejsou již viditelné. Velmi důležitá je také tloušťka výbrusů (od 0,05 do 0,08 mm), pokud je řez příliš tenký, základní elementy není možno pozorovat. V praktické části práce jsem se pokusila systematicky zařadit několik fosilních dřev z lokalit Oleksovice, Mistřín a Čejkovice u Hodonína. Podle makroskopické a mikroskopické anatomie byly předběžně určeny tyto taxony: 1) rod Fraxinus (jasan) - lokalita Oleksovice 2) čeleď Lauraceae (vavřínovité) - lokalita Mistřín 3) rod Sorbus (jeřáb) - lokalita Čejkovice Na dalších dvou ukázkových vzorcích (výbrusy z paleontologických sbírek, bez lokalizace) jsou patrné rozdíly mezi dřevy jehličnatých a listnatých stromů. Dřevo jehličnatého fosilního dřeva bylo určeno jako rod Juniperus (jalovec). Podrobnější určení nebylo možné z důvodů poruch a deformací na struktuře dřev. Z uvedených výsledků při určování fosilních nálezů se potvrdil výskyt fosilizovaných dřevin období terciéru, neboť se taxonomicky (zejména čeleď Lauraceae) i lokalizačně shodovaly s přehledem dosavadních nálezů xylolitů na Moravě. 28

29 6. POUŽITÁ LITERATURA Balabán K. (1955): Nauka o dřevě: Anatomie dřeva; 1. část. Státní zemědělské nakladatelství. Praha. Březinová D. (1970): Přehled dosavadních nálezů fosilních dřev na území Československa zpracovaných na základě literárních pramenů. MS. UK, 80 87, Praha. Březinová D. Holý F. Kužvartová A. & Kvaček Z. (1994): A silicified stem of Podocarpoxylon helmstedtianum Gottwald, 1966 from the Paleogene site Kučlín (NW Bohemia). Journal of the Czech Geological Society., 39, Praha. Buriánek D. (1997): Prokřemenělá dřeva z Vlasatic. Minerál., 3, 189. Brno. Burkart E. (1953): Moravské nerosty a jejich literatura. Mährens Minerale und ihre Literatur. Nakl. ČSAV. Praha. Černohorský Z. (1957): Základy rostlinné morfologie. SPN. Praha. Karásek J. (1997): Poznámky k nalezištím a genezi moravských silicifikovaných dřev. Minerál., 3, Brno. Kruťa T. (1966): Moravské nerosty a jejich literatura Moravské museum. Brno. Kvaček Z. - Dvořák Z. - Mach K. & Sakala J. (2004): Třetihorní rostliny severočeské hnědouhelné pánve. Granit, s r.o., Praha. Matysová P. (2006): Permokarbonská silicifikovaná dřeva z vnitrosudetské a podkrkonošské pánve: Systematika a instrumentální analýza. MS. Diplomová práce. Přírodovědecká fakulta Univerzity Karlovy, Praha. Požgaj A. - Chovanec D. - Kurjatko S. & Babiak M. (1993): Štruktúra a vlastnosti dreva. Príroda. Bratislava. Prakash U. Březinová D. & Bůžek Č. (1971): Fossil woods from the Doupovské hory and České středohoří Mountains in North Bohemia. Paleontographica B, 133, Stuttgart. Přichystal A. (v tisku): Kamenné suroviny v pravěku východní části střední Evropy / Lithic raw materials in prehistoric times of eastern cental Europe. Academia Praha., Praha. 29

30 Sakala J. & Teodoridis V. (2001): Fossil wood and foliage of Castanea (Fagaceae) from the Upper Oligocene of northern Bohemia. Věstník Českého geologického ústavu., 76, 1, Praha. Šmerda J. (1997): Nálezy prokřemenělých dřev na Znojemsku. Minerál., 3, Brno. (10/2008) (10/2008) (10/2008) (10/2008) - rostlin.cz (10/2008) 30

31 PŘÍLOHY

32 Příloha č. 1: Lokality vysvětlivky 1 - Ječmeniště 32 - Osek nad Bečvou Ostrava a Stará Bělá 2 - Strachotice 33 - Pavlovice u Přerova 3 - Suchohrdly 34 - Hlinsko u Lipníka 4 - Kuchařovice 35 - kra Maleník 5 - Těšetice 36 - Letošov u Bučovic 6 - Oleksovice 37 - Šaratice 7 - Dolenice 38 - Vranovice 8 - Jiřice u Mir Žabčice 9 - Vlasatice 40 - Unkovice 10 - Nová Ves 41 - Pohořelice 11 - Ivaň 42 - Smolín 12 - Pouzdřany 43 - Medlov 13 - Popice 44 - Pravlov 14 - Strachotín 45 - Bratčice 15 - Mikulov 46 - Měnín 16 - Lednice 47 - Rebešovice 17 - Břeclav - Poštorná 48 - Modřice 18 - Podivín 49 - Brno - Slatina 19 - Hodonín - Pánov 50 - Brno, ul. Burešova 20 - Rohatec 51 - Brno - Starý Lískovec 21 - Strážnice 52 - Troubsko 22 - Ostrožské Předměstí 53 - Brněnské Ivanovice 23 - Ostrožská Nová Ves 54 - Jinačovice? 24 - Staré Město 55 - Moravské Knínice 25 - Uherské Hradiště 56 - Boskovice? 26 - Napajedla 57 - Moravské Bránice 27 - Otrokovice 58 - Ivančice 28 - Luhačovice 59 - Padochov 29 - Komňa - lom Bučník 60 - Oslavany 30 - Krumvíř 61 - Mohelno - Skryjský lom 31 - Kokory 62 - Třebíč Pozn.: Lokality Ostrava a Stará Bělá nejsou v mapě vzhledem k technickým potížím zakresleny. Lokality č. 54 Jinačovice a č. 56 Boskovice (červeně zakroužkované s otazníky) se zřejmě přiřazují, vzhledem ke geologické pozici nalezišť, do permokarbonu boskovické brázdy. Silicifikované fragmenty dřev nejsou botanicky určeny. Není rovněž zjištěno jakého jsou stáří, zda permokarbonského, či terciérního.

33 Příloha č. 2: Lokalita Oleksovice (jv. od obce, štěrkovitá terasa Kamenec) Foto: autor Foto: autor

34 Příloha č. 3: Silicifikované dřevo Oleksovice - makroskopický snímek, upraveno, foto: Plchová - mikroskopický snímek, řez P, zvětšení 100 x, foto: autor (cévy a dřeňové paprsky) - mikroskopický snímek, řez T, zvětšení 40 x, foto: autor (velmi špatně viditelná vrstevnatost dřeňových paprsků)

35 Příloha č. 4: Silicifikované dřevo Mistřín - makroskopický snímek, řez P, upraveno, foto: Plchová - mikroskopický snímek, řez P, zvětšení 200 x, foto: autor

36 - mikroskopický snímek, řez R, zvětšení 100 x, foto: autor - mikroskopický snímek, řez T, zvětšení 200 x, foto: autor (dřeňové paprsky)

37 Příloha č. 5: Silicifikované dřevo Čejkovice - makroskopický snímek, upraveno, foto: Plchová - mikroskopický snímek, řez R, zvětšení 200 x, foto: autor (spirální ztluštěniny a jednoduchá perforace cév)

38 - mikroskopický snímek, řez T, zvětšení 200 x, foto: autor (dřeňové paprsky)