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Findings of Daphnia (Ctenodaphnia) Dybowski et Grochowski (Branchiopoda: Cladocera) in Cenozoic volcanogenic lakes in Germany, with discussion of their indicator value

Alexey A. Kotov and Torsten Wappler

Plain Language Abstract

The aim of this paper is to describe fossil micro-crustaceans of the Daphniidae from two Cenozoic Maars in Germany and discuss their value for understanding of the environment in water bodies where they were living. All females and ephippia (modified moulting exuvia of females containing resting eggs) from locality Randeck Maar (Later early/early Middle Miocene, about 17-15 m.y.a.) and ephippia from Rott (Late Oligocene, 23-24 m.y.a.) belong to Daphnia (Ctenodaphnia). We conclude that these cladocerans were very common in European Eocene-Miocene water bodies. In case of German volcanogenic Maars, finding of numerous ephippia of Ctenodaphnia, including their clusters, in a fossil layer could indicate shallow water conditions and seasonality in such water body.

Russian

Находки Daphnia (Ctenodaphnia) Dybowski et Grochowski (Branchiopoda: Cladocera) в кайнозойских вулканогенных озерах Германии, с обсуждением их индикаторного значения

Цель данной статьи - описать ископаемых представителей Daphniidae Straus, 1820 (Eucrustacea: Cladocera) из кайнозойских озерных отложений Германии, и обсудить индикаторное значение их эфиппиумов для палеореконструкций в подобных водоемах. Все самки и эфиппиумы (видоизмененные линочные шкурки самок, содержащие покоящиеся яйца) из кратерного озера Рандек Маар (ранний/ранний средний миоцен, около 17-15 млн.л.н., зона MN5) и эфиппиумы из озерного местонахождения Ротт (поздний олигоцен, 23-24 млн.л.н., зона MP30) принадлежали к Daphnia (Ctenodaphnia) Dybowski et Grochowski, 1895. Мы заключили, что эти кладоцеры были весьма обычны в эоценовых-миоценовых водоемах. В случае вулканогенных кратерных озер Германии, многочисленные эфиппиумы Daphnia (Ctenodaphnia), в том числе, собранные в пучки, в некоем слое пород могут быть индикатором того, что он формировался в водоеме в условиях мелководья и выраженных сезонных различий.

Ключевыеслова: Eucrustacea, Cladocera, третичный, эфиппиум, Ротт, РандекМаар

Translator: Authors

Resumen en Español

Hallazgos de Daphnia (Ctenodaphnia) Dybowski et Grochowski (Branchiopoda: Cladocera) en lagos volcanogénicos del Eoceno de Alemania, con una discusión sobre su valor indicador

El objetivo de este trabajo es describir los representantes fósiles de Daphniidae Straus, 1820 (Eucrustacea: Cladocera) de los lagos alemanes tipo Maar del Cenozoico y de los sedimentos lacustres, y discutir el valor como indicadores de sus efipios en las reconstrucciones paleoecológicas. Todas las hembras y efipios (exuvias modificadas de hembras que contienen huevos durables o de dispersión) del Mioceno temprano tardío/temprano Medio de Randeck Maar (unos 17-15 millones de años, zona de mamíferos MN5) y efipios de la localidad lacustre de Rott del Oligoceno tardío (23-24 millones de años, zona de mamíferos MP30) pertenecen a Daphnia (Ctenodaphnia) Dybowski et Grochowski, 1895. Se concluye que estos cladóceros fueron muy comunes en los cuerpos de agua continentales del Eoceno-Mioceno en Europa. En el caso de los Maar vulcanogénicos alemanes, numerosos efipios de Daphnia (Ctenodaphnia), incluyendo sus agrupaciones, presentes en una capa fosilífera podrían indicar condiciones de aguas poco profundas y estacionalidad de esos cuerpos de agua.

Palabras clave: Eucrustacea, Cladocera, Tertiary, efipios, Rott, Randeck Maar

Traducción: Enrique Peñalver

Résumé en Français

Découverte de fossiles de Daphnia (Ctenodaphnia) Dybowski et Grochowski (Branchiopoda : Cladocera) dans des lacs volcaniques cénozoïques en Allemagne, avec une discussion de leur valeur en tant qu'indicateurs paléoécologiques

Le but de cet article est de décrire des représentants fossiles des Daphniidae Straus, 1820 (Eucrustacea : Cladocera) provenant des lacs et des sédiments lacustres des maars cénozoïques allemands et de discuter la valeur de leurs éphippies en tant qu'indicateurs paléoécologiques. Toutes les femelles et les éphippies (exuvies des femelles modifiées pour contenir les œufs de résistance) du maar de Randeck datant du Miocène inférieur terminal-Miocène moyen basal (environ 17 Ma-15 Ma, biozone à mammifères MN5) et les éphippies de la localité lacustre Rott datant de l'Oligocène supérieur (24 Ma-23 Ma, biozone à mammifères MP30) appartiennent à Daphnia (Ctenodaphnia) Dybowski et Grochowski, 1895. Nous concluons que ces cladocères étaient très communs dans les étendues d'eau de l'Éocène au Miocène en Europe. Dans le cas des maars allemands, la présence de nombreuses éphippies de Daphnia (Ctenodaphnia), isolées ou en amas, dans une couche fossilifère pourrait indiquer des conditions d'eau peu profonde et une saisonnalité dans ces étendues d'eau.

Mots-clés : Eucrustacea ; Cladocera ; Tertiary; éphippies ; Rott ; maar de Randeck

Translator: Antoine Souron

Deutsche Zusammenfassung

Nachweise von Daphnia (Ctenodaphnia) Dybowski et Grochowski (Branchiopoda: Cladocera) in känozoischen Maaren und isolierten lakustrinen Seen und deren Nutzen für paläoökologischen Rekonstruktionen

Besonders im mitteleuropäischen Raum sind eine Reihe von Fossilfundstellen bekannt, die recht detaillierte Einblicke in terrestrische Ökosysteme erlauben. Der überwiegende Teil dieser Fundstellen bildet isolierte lakustrine Systeme vulkanotekonischer Herkunft, die als Maare bezeichnet werden. Solche lakustrinen Systeme dokumentieren vor allem auch kurzfristige paläoökologische Veränderungen. Das Ziel dieser Arbeit ist es, fossile Vertreter der Daphniidae Straus, 1820 zu beschreiben (Eucrustacea: Cladocera) und die Indikatorwerte ihrer Ephippien (Schutzhülle der Wintereier von Wasserflöhen) für paläoökologischen Rekonstruktionen zu diskutieren. Interessanterweise repräsentieren alle vorliegenden Funde aus dem miozänen Randecker Maar (~17-15 Ma, MN5) und die überlieferten Ephippien aus den oberoligozänen Sedimenten der Fossillagerstätte Rott (23-24 Ma, MP30) Vertreter der Gattung Daphnia (Ctenodaphnia) Dybowski et Grochowski, 1895. Das lässt darauf schließen, dass diese Gattung im mitteleuropäischen Raum vom Eozän bis ins Miozän weit verbreitet gewesen sind. Zudem lässt das Vorkommen von adulten Weibchen und Massenlagen von Ephippien in unterschiedlichen sedimentären Lagen auf Flachwasserbedingungen und Saisonalität in den Ablagerungen solcher Wasserkörper hinzudeuten.

Schlüsselwörter: Eucrustacea, Cladocera, Paläogen, Ephippia, Rott, Randecker Maar

Translator: Authors

Arabic

Translator: Ashraf M.T. Elewa

 

 

FIGURE 1. Fossils from Randeck Maar, rock fragment, SMNS 101.665: 1 - whole rock fragment with paper arrows pointing out the impressions of Daphnia ( Ctenodaphnia) parthenogenetic females in upper (yellowish) layer. 2 - its side portion, with visible alternation of yellowish and grayish layers. 3 - adult female, lateral view. 4 - two females, dorso-lateral view. 5 - dorsal view. 6-7 - lateral view and antenna II. 8 - ephippium in grayish layer. All scales equal 1 mm. Abbreviations: aII - antenna II; cn - caudal needle; el - egg loculus.

figure 1 

 

FIGURE 2. Fossils from Rott in the collection of SIUB. 1 - ephippium, syntype of Daphnia fossilis von Heyden, 1862, fragment A557. 2 - presumable adult female, A 648bB. 3-4 - clusters of ephippia attached to small sticks, A654 and A644a. 5-8 - general view of ephippia, A644a, A647 (two), A654b. All scales equal 1 mm. Abbreviations: ap - anterior projection; el - egg loculus.

figure 2 

 

kotovAlexey A. Kotov
A.N. Severtsov Institute of Ecology and Evolution
Leninsky Prospect 33
Moscow 119071
Russia
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Alexey A. Kotov (Ph. D., Dr. Sci.) is a zoologist studying morphology, taxonomy, different aspects of evolution, molecular phylogenetics, ontogenesis and palaeontology of the Cladocera (Crustacea; Branchiopoda). He is graduated from M.V. Lomonosov Moscow State University, Russia in 1991. Since that time, he published two monographs, several chapters in collective monographs and 96 papers in journals represented in the Web of Science system, including a series of articles on fossil cladocerans from different Mesozoic localities. A.A. Kotov described several extinct taxa of different rank, including two orders, Cryptopoda Kotov, 2007 and Proanomopoda Kotov, 2013. Recently he is studying cladocerans from several Palaeogene localities in Europe, Asia and South America.

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wapplerTorsten Wappler
Steinmann Institute, Section Palaeontology
University of Bonn
Nussallee 8, 53115 Bonn
Germany
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Torsten Wappler is an associated Professor and currently Heisenberg Research Fellow of the German Science Foundation at the Steinmann Institute at the University of Bonn. He is a palaeoentomologist with interests in host–parasite interactions, the inscriptions of insectivory in the fossil record, and the differential climatic sensitivity/synchroneity of plant and arthropod community responses.

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