Palynologi er den vitenskapelige studien av pollen og sporer
Sikoripollenkorn.
Ian Cuming/Getty-bilder
Palynologi er den vitenskapelige studien av pollen og sporer , de praktisk talt uforgjengelige, mikroskopiske, men lett identifiserbare plantedelene som finnes på arkeologiske steder og tilstøtende jordsmonn og vannmasser. Disse bittesmå organiske materialene brukes oftest for å identifisere tidligere miljøklima (kalt paleo-miljørekonstruksjon ), og spor endringer i klima over en tidsperiode som strekker seg fra årstider til årtusener.
Moderne palynologiske studier inkluderer ofte alle mikrofossiler sammensatt av svært motstandsdyktig organisk materiale kalt sporopollenin, som produseres av blomstrende planter og andre biogene organismer. Noen palynologer kombinerer også studien med de av organismer som faller inn i samme størrelsesområde, som kiselalger og mikroforaminifere ; men for det meste fokuserer palynologi på det pulveraktige pollenet som flyter i luften under blomstringssesongene i vår verden.
Vitenskapshistorie
Ordet palynologi kommer fra det greske ordet 'palunein' som betyr å strø eller strø, og det latinske 'pollen' som betyr mel eller støv. Pollenkorn produseres av frøplanter (spermatofytter); sporer produseres av frøløse planter , moser, klubbmoser og bregner. Sporestørrelser varierer fra 5-150 mikron; pollen varierer fra under 10 til mer enn 200 mikron.
Palynologi som vitenskap er litt over 100 år gammel, banebrytende av arbeidet til den svenske geologen Lennart von Post, som på en konferanse i 1916 produserte de første pollendiagrammene fra torvforekomster for å rekonstruere klimaet i Vest-Europa etter at isbreene hadde trukket seg tilbake . Pollenkorn ble først gjenkjent først etterRobert Hookeoppfant det sammensatte mikroskopet på 1600-tallet.
Hvorfor er pollen et mål på klima?
Palynologi lar forskere rekonstruere vegetasjonshistorien gjennom tid og tidligere klimaforhold fordi, i løpet av blomstringssesongene, blåses pollen og sporer fra lokal og regional vegetasjon gjennom et miljø og avsettes over landskapet. Pollenkorn skapes av planter i de fleste økologiske omgivelser, på alle breddegrader fra polene til ekvator. Ulike planter har forskjellige blomstringstider, så mange steder blir de avsatt store deler av året.
Pollen og sporer er godt bevart i vannholdige miljøer og er lett identifiserbare på familie-, slekts- og i noen tilfeller artsnivå, basert på størrelse og form. Pollenkornene er glatte, skinnende, nettformede og stripete; de er sfæriske, oblate og prolate; de kommer i enkeltkorn, men også i klumper på to, tre, fire og mer. De har et forbløffende nivå av variasjon, og en rekke nøkler til pollenformer har blitt publisert i det siste århundre som gjør fascinerende lesning.
Den første forekomsten av sporer på planeten vår kommer fra sedimentær bergart datert til midten av Ordovicium , for mellom 460-470 millioner år siden; og frøplanter med pollen utviklet rundt 320-300 mya i løpet avKarbonperiode.
Hvordan det fungerer
Pollen og sporer avsettes overalt i miljøet i løpet av året, men palynologer er mest interessert i når de havner i vannmasser - innsjøer, elvemunninger, myrer - fordi sedimentære sekvenser i marine miljøer er mer kontinuerlige enn de i terrestriske omgivelser. I terrestriske miljøer vil pollen- og sporeavsetninger sannsynligvis bli forstyrret av dyre- og menneskeliv, men i innsjøer er de fanget i tynne lagdelte lag på bunnen, for det meste uforstyrret av plante- og dyreliv.
Palynologer sattesediment kjerneverktøy inn i innsjøavsetninger, og så observerer, identifiserer og teller de pollen i jorda som bringes opp i disse kjernene ved hjelp av et optisk mikroskop med mellom 400-1000x forstørrelse. Forskere må identifisere minst 200-300 pollenkorn per taxa for nøyaktig å bestemme konsentrasjonen og prosentandelen av bestemte taxaer til planten. Etter at de har identifisert alle taxaene av pollen som når den grensen, plotter de prosentene av de forskjellige taxaene på et pollendiagram, en visuell representasjon av prosentandelen av planter i hvert lag av en gitt sedimentkjerne som først ble brukt av von Post . Dette diagrammet gir et bilde av endringer i pollentilførsel over tid.
Problemer
På Von Posts aller første presentasjon av pollendiagrammer spurte en av kollegene hans hvordan han med sikkerhet visste at noe av pollenet ikke ble skapt av fjerne skoger, et problem som i dag blir løst av et sett med sofistikerte modeller. Pollenkorn produsert i høyere høyder er mer utsatt for å bli båret av vinden over lengre avstander enn planter nærmere bakken. Som et resultat har forskere kommet til å erkjenne potensialet til en overrepresentasjon av arter som furutrær, basert på hvor effektiv planten er til å få fordelt pollen.
Siden von Posts tid har forskere modellert hvordan pollen spres fra toppen av skogkronen, avsettes på en innsjøoverflate og blandes der før endelig akkumulering som sediment i innsjøbunnen. Forutsetningene er at pollen som samler seg i en innsjø kommer fra trær på alle kanter, og at vinden blåser fra ulike retninger i løpet av den lange sesongen med pollenproduksjon. Imidlertid er trær i nærheten mye sterkere representert av pollen enn trær lenger unna, til en kjent størrelse.
I tillegg viser det seg at vannmasser i forskjellige størrelser resulterer i forskjellige diagrammer. Svært store innsjøer domineres av regionalt pollen, og større innsjøer er nyttige for å registrere regional vegetasjon og klima. Mindre innsjøer er imidlertid dominert av lokale pollen - så hvis du har to eller tre små innsjøer i en region, kan de ha forskjellige pollendiagrammer, fordi mikroøkosystemet deres er forskjellig fra hverandre. Forskere kan bruke studier fra et stort antall små innsjøer for å gi dem innsikt i lokale variasjoner. I tillegg kan mindre innsjøer brukes til å overvåke lokale endringer, som en økning i ragweed-pollen knyttet til euro-amerikansk bosetting, og effekten av avrenning, erosjon, forvitring og jordutvikling.
Arkeologi og palynologi
Pollen er en av flere typer planterester som har blitt hentet fra arkeologiske funnsteder, enten klamrer seg til innsiden av potter, på kantene av steinredskaper eller innenfor arkeologiske trekk som lagergroper eller stuegulv.
Pollen fra et arkeologisk sted antas å reflektere hva folk spiste eller vokste, eller brukte til å bygge sine hjem eller mate dyrene sine, i tillegg til lokale klimaendringer. Kombinasjonen av pollen fra et arkeologisk område og en innsjø i nærheten gir dybde og rikdom av paleo-miljørekonstruksjonen. Forskere innen begge felt kan tjene på å samarbeide.
Kilder
To sterkt anbefalte kilder om pollenforskning er Owen Davis Palynologi-side ved University of Arizona, og det av University College i London .
- Davis MP. 2000 Palynologi etter Y2K—Forstå kildeområdet for pollen i sedimenter. Årlig gjennomgang av jord- og planetvitenskap 28:1-18.
- fra Vernal A. 2013. Palynologi (pollen, sporer, etc.) . I: Harff J, Meschede M, Petersen S, og Thiede J, redaktører. Encyclopedia of Marine Geosciences . Dordrecht: Springer Nederland. s 1-10.
- Fries M. 1967. Lennart von Posts pollendiagramserie fra 1916 . Gjennomgang av paleobotanikk og palynologi 4(1):9-13.
- Holt KA og Bennett KD. 2014. Prinsipper og metoder for automatisert palynologi. Ny fytolog 203(3):735-742.
- Linstadter J, Kehl M, Broich M og Lopez-Saez JA. 2016. Kronostratigrafi, stedsdannelsesprosesser og pollenregistrering av Ifri n'Etsedda, NE Marokko . Kvartær internasjonal 410, del A:6-29.
- AA bryllup. 1967. Lennart Von Post og grunnlaget for moderne palynologi . Gjennomgang av paleobotanikk og palynologi 1(1–4):11–22.
- Sadori L, Mazzini I, Pepe C, Goiran J-P, Pleuger E, Ruscito V, Solomon F, og Vittori C. Palynologi og ostrakodologi ved den romerske havnen i det gamle Ostia (Roma, Italia). Holocen 26(9):1502-1512.
- Walker JW og Doyle JA. 1975. Basene til angiosperm fylogeni: Palynologi . Annals of the Missouri Botanical Garden 62(3):664-723.
- Willard DA, Bernhardt CE, Hupp CR og Newell WN. 2015. Kyst- og våtmarksøkosystemer i Chesapeake Bay-vannskillet: Anvendelse av palynologi for å forstå virkningene av endret klima, havnivå og arealbruk. Feltguider 40:281-308.
- Wiltshire PEJ. 2016. Protokoller for rettsmedisinsk palynologi . Palynologi 40(1):4-24.