Palinologie: Studiul științific al polenului și sporilor

Palinologia este studiul științific al polenului și spori, acele părți ale plantelor practic indestructibile, microscopice, dar ușor de identificat, găsite în siturile arheologice și a solurilor și a corpurilor de apă adiacente. Aceste materiale organice minuscule sunt utilizate cel mai frecvent pentru a identifica climatele de mediu din trecut (numite reconstrucție paleo-ambientală) și urmăriți schimbările climatice într-o perioadă de timp variind de la anotimpuri la milenii.

Studiile palinologice moderne includ adesea toate micro-fosilele compuse din material organic extrem de rezistent numit sporopolenină, care este produs de plantele cu flori și alte organisme biogene. Unii palinologi combină, de asemenea, studiul cu cele ale organismelor care se încadrează în aceeași gamă de mărimi diatomee și micro-foraminifere; dar în cea mai mare parte, palinologia se concentrează asupra polenului pudrat care plutește pe aer în timpul anotimpurilor înfloritoare ale lumii noastre.

Cuvântul palinologie provine de la cuvântul grecesc „palunein” care înseamnă a stropi sau a împrăștia, iar latinescul „polen” însemnând făină sau praf. Cerealele de polen sunt produse de plantele de semințe (Spermatophytes); sporii sunt produși de plante fără semințe, mușchi, mușchi de club și ferigi. Dimensiunile sporilor variază între 5-150 microni; polenii variază între 10 și peste 200 microni.

Palinologia ca știință are puțin peste 100 de ani, pionierat de activitatea geologului suedez Lennart von Post, care într-un conferința din 1916 a produs primele diagrame de polen din depozitele de turbă pentru a reconstrui clima din vestul Europei după ghețari se retrasese Cerealele de polen au fost recunoscute pentru prima dată abia după aceea Robert Hooke a inventat microscopul compus în secolul al XVII-lea.

Palinologia permite oamenilor de știință să reconstruiască istoria vegetației prin timp și în condițiile climatice anterioare, deoarece în timpul anotimpurile de înflorire, polenul și sporii din vegetația locală și regională sunt aruncate într-un mediu și depuse peste peisaj. Cerealele de polen sunt create de plante în majoritatea regiunilor ecologice, în toate latitudinile de la poli până la ecuator. Diferite plante au diferite anotimpuri de înflorire, astfel încât în ​​multe locuri, acestea sunt depuse în mare parte a anului.

Polenii și sporii sunt bine conservați în mediul apos și sunt ușor de identificat la nivelul familiei, genului și, în unele cazuri, la nivelul speciilor, în funcție de dimensiunea și forma lor. Cerealele de polen sunt netede, lucioase, reticulate și striate; ele sunt sferice, oblate și prolagerează; vin în boabe simple, dar și în grupuri de două, trei, patru și multe altele. Au un nivel uimitor de varietate și o serie de chei ale formelor de polen au fost publicate în secolul trecut care fac lectură fascinantă.

Prima apariție a sporilor pe planeta noastră provine de la roca sedimentară datată la mijloculOrdovician, între 460-470 milioane de ani în urmă; iar plantele însămânțate cu polen au dezvoltat aproximativ 320-300 mii în timpul Perioada carboniferă.

Polenul și sporii sunt depozitați peste tot în mediul în cursul anului, dar palinologii sunt cei mai interesați când ajung corpuri de apă - lacuri, estuare, bălți - deoarece secvențele sedimentare din mediile marine sunt mai continue decât cele din terestre setare. În mediile terestre, depozitele de polen și spori sunt probabil perturbate de viața animală și umană, dar în lacuri, sunt prinși în straturi subțiri stratificate de pe fund, de cele mai multe ori nedisturbate de viața plantelor și animalelor.

Palinologii pun miez de sedimente unelte în depozitele lacului, apoi observă, identifică și numără polenul din solul crescut în acele nuclee folosind un microscop optic la o mărire între 400-1000x. Cercetătorii trebuie să identifice cel puțin 200-300 de boabe de polen pe taxoni pentru a determina cu exactitate concentrația și procentele de anumite taxe de plante. După ce au identificat toți taxorii de polen care ajung la această limită, ei trasează procentele diferitelor taxe pe un polen diagrama, o reprezentare vizuală a procentelor de plante din fiecare strat al unui nucleu dat de sediment care a fost folosit pentru prima dată de von Post. Această diagramă oferă o imagine a modificărilor de intrare a polenului în timp.

La prima prezentare a diagramelor de polen a lui Von Post, unul dintre colegii săi a întrebat cum știe sigur că unii din polen nu a fost creat de păduri îndepărtate, o problemă care este rezolvată astăzi de un set de sofisticate modele. Cerealele de polen produse la cote mai mari sunt mai predispuse să fie purtate de vânt pe distanțe mai mari decât cele ale plantelor mai aproape de sol. Drept urmare, savanții au recunoscut potențialul unei suprareprezentări a speciilor, cum ar fi pinii, pe baza cât de eficient este planta pentru a-și distribui polenul.

Încă de pe vremea lui von Post, savanții au modelat modul în care polenul se dispersează din vârful baldachinului pădurii, se depun pe o suprafață a lacului și se amestecă acolo înainte de acumularea finală ca sediment în lac fund. Ipotezele sunt că polenul care se acumulează într-un lac provine din copaci din toate părțile și că vântul bate din diverse direcții în timpul sezonului lung al producției de polen. Cu toate acestea, copacii din apropiere sunt mult mai puternic reprezentați de polen decât copacii mai departe, până la o magnitudine cunoscută.

În plus, se dovedește că diferite corpuri de apă de dimensiuni determină diagrame diferite. Lacurile foarte mari sunt dominate de polenul regional, iar lacurile mai mari sunt utile pentru înregistrarea vegetației și climatului regional. Cu toate acestea, lacurile mai mici sunt dominate de polenele locale - deci dacă aveți două sau trei lacuri mici într-un an regiune, acestea ar putea avea diagrame diferite de polen, deoarece micro-ecosistemul lor este diferit de unul un alt. Savanții pot folosi studii dintr-un număr mare de lacuri mici pentru a le oferi o perspectivă asupra variațiilor locale. În plus, lacurile mai mici pot fi utilizate pentru a monitoriza modificările locale, cum ar fi o creștere a polenului cu rame asociate cu așezarea euro-americană și efectele scurgerii, eroziunii, intemperiilor și solului dezvoltare.

Polenul este unul dintre mai multe tipuri de reziduuri de plante care au fost preluate de pe siturile arheologice, fie lipit de interiorul ghivecilor, de pe marginile uneltelor de piatră sau din interior trăsături arheologice cum ar fi gropi de depozitare sau podele de locuit.

Se presupune că polenul dintr-un sit arheologic reflectă ceea ce oamenii au mâncat sau crescut, sau obișnuit pentru a-și construi casele sau a-și hrăni animalele, pe lângă schimbările climatice locale. Combinația de polen de la un sit arheologic și un lac din apropiere asigură profunzimea și bogăția reconstrucției paleo-ambientale. Cercetătorii din ambele domenii au de câștigat lucrând împreună.

Două surse foarte recomandate pentru cercetarea polenului sunt cele ale lui Owen Davis Pagina de palinologie la Universitatea din Arizona și cea a Colegiul universitar din Londra.

• _{MP Davis. 2000. Palinologie după Y2K - Înțelegerea zonei sursă a polenului în sedimente.Revizuirea anuală a științei pământului și planetare 28:1-18.}
• _{de Vernal A. 2013. Palinologie (polen, spori etc.). În: Harff J, Meschede M, Petersen S și Thiede J, editori. Enciclopedia Geosciențelor marine. Dordrecht: Springer Olanda. p 1-10.}
• _{Cartofi prăjiți 1967. Seria de diagrame a polenului Lennart von Post din 1916. Revizuirea paleobotanică și palinologie 4(1):9-13.}
• _{Holt KA, și Kenn Bennett. 2014. Principii și metode pentru palinologia automatizată.Nou fitolog 203(3):735-742.}
• _{Linstädter J, Kehl M, Broich M, și López-Sáez JA. 2016. Cronicostratigrafia, procesele de formare a sitului și înregistrarea polenului din Ifri n'Etsedda, NE Maroc. International Quaternary 410, partea A: 6-29.}
• _{Manten AA. 1967. Lennart Von Post și fundamentul palinologiei moderne. Revizuirea paleobotanică și palinologie 1(1–4):11-22.}
• _{Sadori L, Mazzini I, Pepe C, Goiran J-P, Pleuger E, Ruscito V, Salomon F și Vittori C. 2016. Palinologie și ostracodologie în portul roman al Ostiei antice (Roma, Italia).Holocenul 26(9):1502-1512.}
• _{Walker JW și Doyle JA. 1975. Bazele filogeniei angiospermei: palinologie. Analele Grădinii Botanice din Missouri 62(3):664-723.}
• _{Willard DA, Bernhardt CE, Hupp CR și Newell WN. 2015. Ecosistemele de coastă și de zonă umedă din bazinul hidrografic al golfului Chesapeake: Aplicarea palinologiei pentru a înțelege impactul schimbării climei, a nivelului mării și a utilizării terenului. Ghiduri de teren 40:281-308.}
• _{Wiltshire PEJ. 2016. Protocoale pentru palinologie criminalistică. palinologie 40(1):4-24.}