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Vegetation diversity of the early Miocene St. Bathans Palaeovalley Ecosystem, New Zealand

Mike Pole

Plain Language Abstract

The St. Bathans Member is a geological unit in southern New Zealand. It was deposited in the early Miocene in a series of braided rivers and is the oldest part of an extensive unit called the Manuherikia Group. Most of the St. Bathans Member is composed of quartz sand or gravel. However, within this, there are lenses of mud, and these commonly contain well-preserved plant fossils. This paper builds on previous papers, to provide a comprehensive record of the plant fossils in the unit, as well as describe some new taxa.

The fossil vegetation recorded in the St. Bathans Member was very diverse, with 145 angiosperms, 14 conifers, and two cycad-like gymnosperms now known. This vegetation would have grown in abandoned river channels and exposed bars within the broader river course. Due to constant channel switching and formation, the vegetation was likely a mosaic of various stages of succession. This disturbance regime, added to a warm temperate or even subtropical temperature of about 18-20°C were probably behind this high biodiversity.

Resumen en Español

Diversidad de la vegetación del Ecosistema del Paleovalle St Bathans, del Mioceno temprano, Nueva Zelanda

El Miembro St Bathans es la unidad más baja estratigráficamente del Grupo Manuherikia, Nueva Zelanda. Consiste en facies fluviales (de ríos anastomosados), que se acumularon dentro del "Paleovalle St Bathans" que se labró en un basamento metamórfico. El relieve probablemente fue el resultado de un suave levantamiento hacia el oeste en el Oligoceno tardío que también pudo haber iniciado la sedimentación en Eastern Southland Lignite Basin. El Miembro St Bathans data del Mioceno temprano, y su relleno predominante de arena y grava también contiene unidades fangosas que son ricas en fósiles de plantas bien conservadas.

La vegetación regional era una selva tropical de muy alta diversidad, con 145 angiospermas, 14 coníferas, y dos gimnospermas parecidas a las cícadas que se identifican actualmente por la cutícula de las hojas, las compresiones y los brotes, y más taxones que sólo se conocen por el registro palinológico. La vegetación estaba dominada por una mezcla de coníferas (sobre todo Podocarpaceae, especialmente Retrophyllum, pero también Araucariaceae, Cupressaceae y Taxaceae) y angiospermas que incluían Nothofagus de hoja grande, Lauraceae, Myrtaceae Proteaceae y Elaeocarpaceae, y/o Cunoniaceae. La temperatura media anual era de alrededor de 14-20 °C, y la condición climática más amplia era del tipo cálido-templada/mesotérmica/paratropical, siempre húmeda y totalmente libre de fuego.

En este trabajo se describen 13 nuevas hojas de parataxones. De estas, MANU-46 y MANU-61 probablemente pertenecen a las Sapindaceae, MANU-50 se identifica como Strychnos (Loganiaceae, el primer registro del género en Nueva Zelanda), y MANU-53 a las Myrtaceae. MANU-57 pertenece a las Proteaceae, mostrando una cutícula con similitudes con Musgravea, sin embargo, la arquitectura de la hoja sugiere que pudo haber sido producida por otro género. MANU-58 representa otra Proteaceae de género incierto. Un parataxón de hoja previamente descrito, MANU-15, probablemente pertenece a las Cunoniaceae.

Palabras clave: Mioceno; cutícula; paleoclima; selva tropical; Manuherikia

Traducción: Enrique Peñalver (Sociedad Española de Paleontología)

Résumé en Français

Diversité de la végétation de l’écosystème de la paléovallée de St Bathans, Nouvelle Zélande, au Miocène ancien
Le membre de St Bathans est l’unité stratigraphique la plus basse du groupe de Manuherikia, Nouvelle Zélande. Il est constitué de faciès de rivières en tresses accumulés au sein de la paléovallée de St Bathans qui a été incisée dans le substrat métamorphique. L’incision a probablement résulté d’un léger soulèvement à l’ouest au cours de l’Oligocène récent et a aussi pu initier la sédimentation deltaïque dans le Bassin « Eastern Southland Lignite ». Le membre de St Bathans date du Miocène ancien et il est constitué essentiellement de sables et de graviers mais contient aussi des unités vaseuses qui sont riches en fossiles de plantes bien préservés.

La végétation régionale était une forêt tropicale à très haute diversité, avec 145 angiospermes, 14 conifères, et deux gymnospermes ressemblant à des cycades, connus actuellement par des cuticules foliaires, des compressions et des pousses, et des taxons additionnels connus seulement dans le registre palynologique. La végétation était dominée par une combinaison de conifères (essentiellement des Podocarpaceae, et en particulier Retrophyllum, mais aussi des Araucariaceae, Cupressaceae, et Taxaceae) et d’angiospermes qui incluaient des Nothofagus à grandes feuilles, des Lauraceae, des Myrtaceae, des Proteaceae, des Elaeocarpaceae, et/ou des Cunoniaceae. La température annuelle moyenne était d’environ 14-20°C, et les conditions plus générales étaient celles d’un climat chaud-tempéré/mésotherme/paratropical, toujours humide, et sans incendies.

Dans cet article, 13 nouveaux parataxons de feuilles sont décrits. Parmi ces taxons, MANU-46 et MANU-61 appartiennent probablement aux Sapindaceae, MANU-50 est identifié comme Strychnos (Loganiaceae, la première occurrence du genre en Nouvelle Zélande), et MANU-53 est attribué aux Myrtaceae. MANU-57 appartient aux Proteaceae, ayant une cuticule avec des similarités avec Musgravea, mais l’architecture de ses feuilles suggère qu’elles auraient pu être produites par un autre genre. MANU-58 représente un autre taxon de Proteaceae, de genre uncertain. Un parataxon de feuille décrit précédemment, MANU-15, appartient probablement aux Cunoniaceae.

Mots-clés : Miocène ; cuticule ; paléoclimat ; forêt tropicale ; Manuherikia

Translator: Antoine Souron

Deutsche Zusammenfassung

Vegetationsvielfalt des frühmiozänen St Bathans Paläovalley Ökosystems, Neuseeland

Die St Bathans Subformation ist die stratigaphisch unterste Einheit der Manuherikia Gruppe von Neuseeland. Sie besteht aus einer Braided River Fazies, die innerhalb eines ‘St Bathans Palaeovalleys’ akkumulierte das in das metamorphe Grundgestein eingeschnitten wurde. Der Einschnitt resultierte möglicherweise aus einem leichten Hub im Westen im späten Oligozän und hat möglicherweise eine deltaische Sedimentation im östlichen Südland-Braunkohlebecken initiiert. Die St Bathans Subformation hat ein frühmiozänes Alter und ihre überwiegende Füllung aus Sand und Kies enthält auch tonigere Einheiten die reich an gut erhaltenen Pflanzenfossilien sind.

Die regionale Vegetation war Regenwald von sehr hoher Vielfalt mit 145 Angiospermen, 14 Koniferen und zwei cycadeenartigen Gymnospermen von denen derzeit Blattkutikula, Verdickungen und Trieben bekannt sind und weitere Taxa, die nur durch palynologischen Nachweis bekannt sind. Die Vegetation wurde durch eine Mischung von Koniferen dominiert (meist Podocarpaceae, insbesondere Retrophyllum, aber auch Araucariaceae, Cupressaceae und Taxaceae) und Angiosperme, mit den großblättrigen Nothofagus, Lauraceae, Myrtaceae Proteaceae und Elaeocarpaceae und/oder Cunoniaceae. Die mittlere Jahrestemperatur lag bei etwa 14-20 °C, die weiteren Klimabedingungen waren warm-temperiert/mesothermisch/paratropisch, immer feucht und völlig feierfrei.

In dieser Arbeit werden 13 neue Blatt-Parataxa beschrieben. Von diesen gehören MANU-46 und MANU-61 möglicherweise zu den Sapindaceae, MANU-50 wird identifiziert als Strychnos (Loganiaceae, der erste Nachweis dieser Gattung in Neuseeland) und MANU-53 gehört zu den Myrtaceae. MANU-57 gehört zu den Proteaceae da die Kutikula Ähnlichkeiten mit Musgravea aufweist, jedoch deutet die Blattarchitektur darauf hin, dass es sich um eine andere Gattung handeln könnte. MANU-58 repräsentiert eine weitere Proteaceae mit unklarer Gattung. Ein zuvor beschriebenes Blattparataxon, MANU-15, gehört möglicherweise zu den Cunoniaceae.
Schlüsselwörter: Miozän; Kutikula; Paläoklima; Regenwald; Manuherikia

Translator: Eva Gebauer

Arabic

 1004 arab

 

Translator: Ashraf M.T. Elewa

Polski

Różnorodność roślinności wczesno-mioceńskiego ekosystemu kopalnej doliny St Bathans w Nowej Zelandii

Zespół St Bathans jest najniższą stratygraficznie jednostką grupy Manuherikia w Nowej Zelandii. Składa się z przeplatających się facji rzecznych akumulowanych w „St Bathans Palaeovalley”, która została rozcięta do metamorficznej podstawy. Rozcięcie wynikało prawdopodobnie z delikatnego wynoszenia na zachód w późnym oligocenie i mogło również zapoczątkować sedymentację delty we wschodniej części basenu węgla brunatnego na wschodzie kraju. Zespół St Bathans pochodzi z wczesnego miocenu, a jego przeważające wypełnienie piaskiem i żwirem zawiera także mułkowe jednostki, które są bogate w dobrze zachowane szczątki roślin.

Roślinność regionu była lasem deszczowym o bardzo dużej różnorodności, ze 145 przedstawicielami okrytozalążkowych, 14 iglastymi i dwoma nagonasiennymi podobnymi do sagowców – taksony te znane są obecnie ze kutikuli liści, odcisków i pędów; więcej taksonów znanych jest tylko z zapisu palinologicznego. Roślinność była zdominowana przez mieszaninę drzew iglastych (głównie Podocarpaceae, zwłaszcza Retrophyllum, ale także Araucariaceae, Cupressaceae i Taxaceae) i okrytozalążkowych, w tym wielkolistnych Nothofagus, Lauraceae, Myrtaceae Proteaceae i Elaeocarpaceae i/lub Cunoniaceae. Średnia roczna temperatura wynosiła około 14-20°C, a ogólne warunki klimatyczne były ciepłe/mezotermiczne/paratropikalne, wilgotne i całkowicie wolne od pożarów.

W tym artykule opisano 13 nowych parataksonów liściowych. Spośród nich MANU-46 i MANU-61 prawdopodobnie należą do Sapindaceae, MANU-50 zaliczono do Strychnos (Loganiaceae, pierwszy zapis rodzaju z Nowej Zelandii), a MANU-53 do Myrtaceae. MANU-57 należy do Proteaceae, mając epidermę podobną do Musgravea, jednak architektura liści sugeruje, że mogła ona być wytwarzana przez inny rodzaj. MANU-58 reprezentuje inny Proteaceae, z nieoznaczonego rodzaju. Opisany wcześniej paratakson liściowy, MANU-15, prawdopodobnie należy do Cunoniaceae.

Słowa kluczowe: miocen; kutikula; paleoklimat; las deszczowy; Manuherikia

Translator:  Krzysztof Stefaniak

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