MORPHYLL: A database of fossil leaves and their morphological traits
Plain Language Abstract
The size and shape of fossil leaves provide important information for reconstructing climate and environment of the past. Considering the importance of fossil leaf traits in palaeoclimatology and palaeoecology, there is a high demand for readily available data. In this contribution, the newly erected database MORPHYLL is described, which provides quantitative and qualitative leaf trait data compiled from various fossil leaf collections, mainly from the Paleogene (66-23 million years before present), thus offering a new web resource for palaeontological research. The collections are stored in various European natural history museums. Some exemplary analyses of leaf traits through time are shown to illustrate the analytical potential of the database.
Resumen en Español
MORPHYLL - una base de datos de hojas fósiles y sus rasgos morfológicos
Los caracteres morfométricos de las hojas fósiles, como el tamaño y la forma, son fuentes de datos importantes y ampliamente utilizadas para la reconstrucción de los paleoambientes. Varias herramientas, incluyendo CLAMP o Análisis del Margen de Hoja (Leaf Margin Analysis), utilizan los rasgos de la hoja como parámetros de entrada para estimar el paleoclima, principalmente teniendo en consideración las correlaciones entre los rasgos de las plantas actuales y los parámetros climáticos actuales. Durante los últimos años, el alcance de la información extraída de la morfología de las hojas fósiles se ha ampliado aún más al incluir la eficiencia de las hojas, que describe las correlaciones entre los rasgos funcionales de las hojas y las estrategias ecológicas. La cantidad y calidad de los datos disponibles son esenciales para un análisis paleoecológico adecuado utilizando los rasgos de las hojas. Se describe aquí la base de datos MORPHYLL. Esta base de datos está diseñada para ofrecer un recurso disponible en internet para conjuntos de datos de rasgos de hojas fósiles. Para este propósito, se digitalizaron las hojas fósiles de varias colecciones y se obtuvieron los rasgos morfométricos de los contornos de las hojas. Además de los metadatos, como la sigla para cada ejemplar, la colección en la que se encuentra depositado, el yacimiento del que procede o la información taxonómica (para especímenes identificados), MORPHYLL ofrece consultas para varios parámetros morfométricos y rasgos ecofisiológicos derivados (por ejemplo, masa foliar por área). Actualmente, la base de datos contiene datos de alrededor de 6000 hojas fósiles de yacimientos de Europa Central, abarcando casi todo el Paleógeno y parte del Neógeno temprano. El potencial de aplicación de la base de datos se demuestra mediante la realización de algunos análisis a modo de ejemplo de rasgos foliares para el Paleoceno, el Eoceno y el Oligoceno, de manera que se puede observar cómo cambiaron los rasgos medios de las hojas a lo largo del tiempo. Por ejemplo, los resultados muestran que la masa foliar por área alcanza su máximo durante el Eoceno, lo cual está de acuerdo con los cambios generales del clima durante el Paleógeno.
Palabras clave: base de datos de hojas; hojas fósiles; rasgos de la hoja; morfometría de la hoja; Paleógeno; Europa Central
Traducción: Enrique Peñalver (Sociedad Española de Paleontología)
Résumé en Français
MORPHYLL - une base de données de feuilles fossiles et de leurs traits morphologiques
Les caractères morphométriques des feuilles fossiles, tels que la taille et la forme, sont des sources de données importantes et fréquemment utilisées pour reconstruire les paléoenvironnements. Divers outils, notamment CLAMP ou l’Analyse du Bord des Feuilles (« Leaf Margin Analysis »), utilisent les traits des feuilles comme des paramètres d’entrée pour estimer le paléoclimat, en se basant principalement sur des corrélations entre ces traits et des paramètres climatiques chez les plantes actuelles. Ces dernières années, le périmètre des informations extraites de la morphologie des feuilles fossiles a été étendu en incluant l’écophysiologie des feuilles qui décrit les corrélations entre des traits fonctionnels des feuilles et des stratégies écologiques. La quantité et la qualité des données disponibles sont cruciales pour que les analyses paléoécologiques utilisant les traits des feuilles soient fructueuses. Nous décrivons dans cet article la base de données MORPHYLL. Cette base de données est conçue pour offrir une ressource en ligne pour les données de traits des feuilles fossiles. Dans ce but, des feuilles fossiles de plusieurs collections ont été numérisées et des traits morphométriques ont été extraits des contours des feuilles. En plus des métadonnées telles que le numéro de spécimen, la collection, le site fossile, ou les informations taxinomiques (pour les spécimens identifiés), MORPHYLL offre la possibilité d’effectuer des requêtes pour plusieurs paramètres morphométriques, et des traits écophysiologiques en dérivant (par exemple, la masse de feuilles par unité de surface). Actuellement, la base contient des données pour environ 6000 feuilles fossiles de sites d’Europe centrale, couvrant presque tout le Paléogène et une partie du Néogène ancien. L’application potentielle de cette base de données est démontrée en effectuant quelques exemples d’analyses des traits de feuilles pour le Paléocène, l’Éocène, et l’Oligocène, avec des résultats indiquant des changements des traits moyens des feuilles au cours du temps. Par exemple, les résultats montrent que la masse de feuilles par unité de surface atteint son point le plus haut pendant l’Éocène, ce qui est congruent avec le développement général du climat pendant le Paléogène.
Mots-clés : base de données de feuilles ; feuilles fossiles ; traits des feuilles ; morphométrie des feuilles ; Paléogène ; Europe centrale
Translator: Antoine Souron
Deutsche Zusammenfassung
MORPHYLL – Datenbank für fossile Blätter und ihre morphologischen Merkmale
Morphometrische Merkmale fossiler Blätter wie z.B. Blattgröße und -form stellen wichtige und oft benutzte Proxies für die Rekonstruktion von Paläo-Umweltbedingungen dar. Zahlreiche Methoden zur Paläoklimarekonstruktion, wie CLAMP und die Blattrandanalyse, basieren auf Blattmerkmalen und deren (rezente) Korrelationen mit klimatischen Parametern. In den letzten Jahren hat sich die Bandbreite von Informationen, die aus morphologischen Merkmalen fossiler Blätter gewonnen werden können, zusätzlich auf blattökonomische Parameter ausgeweitet, die Aufschluss über grundlegende ökologischen Strategien geben können. Der Umfang und die Qualität der für solche Ansätze verfügbaren Daten ist maßgebend für eine erfolgreiche paläoökologische Analyse. In dieser Studie wird die Datenbank MORPHYLL vorgestellt, die als eine webbasierte Ressource für fossile Blattmerkmale konzipiert wurde. Hierfür wurden fossile Blätter aus verschiedenen Sammlungen europäischer Museen digitalisiert und morphologische Merkmale aus den Blattumrissen extrahiert. Neben den Metadaten der Fossilien, wie z.B. Akzessionsnummer, Aufbewahrungsort, fossile Lokalität und taxonomische Informationen (soweit vorhanden), bietet MORPHYLL Abfragemöglichkeiten für zahlreiche morphometrische Parameter und daraus abgeleitete ökophysiologische Merkmale (z.B. Blattmasse pro Blattfläche). Momentan enthält die Datenbank Informationen zu ca. 6000 Blattfossilien verschiedener zentral-europäischer Fundstellen, die das gesamte Paläogen und das frühe Neogen umfassen. Das Potenzial der Datenbank wird anhand von einigen exemplarischen Analysen blattmorphometrischer Merkmale für das Paläozän, Eozän und Oligozän demonstriert, die auf deutliche Veränderungen der mittleren Blattmerkmalsausprägungen im Verlauf der Zeit hinweisen. So zeigt z.B. die mittlere Blattmasse pro Blattfläche einen deutlichen Höhepunkt während des Eozäns, was mit der generellen klimatischen Entwicklung während des Paläogens gut übereinstimmt.
Schlagworte: Blattdatenbank; fossile Blätter, Blattmerkmale; Blattmorphometrie; Paläogen; Zentral-Europa
Translator: Author
Arabic
Translator: Ashraf M.T. Elewa
