Palynology är den vetenskapliga studien av pollen och sporer

Palynologi är den vetenskapliga studien av pollen och sporer, de praktiskt taget oförstörbara, mikroskopiska, men lätt identifierbara växtdelar som finns på arkeologiska platser och intilliggande jordar och vattenkroppar. Dessa små organiska material används oftast för att identifiera tidigare miljöförhållanden (kallad paleo-miljörekonstruktion) och spåra klimatförändringar under en tidsperiod från säsonger till årtusenden..

Moderna palynologiska studier inkluderar ofta alla mikrofossiler som består av mycket resistent organiskt material som kallas sporopollenin, som produceras av blommande växter och andra biogeniska organismer. Vissa palynologer kombinerar också studien med organismer som faller inom samma storlek, till exempel kiselarter och mikroforaminifera; men för det mesta fokuserar palynologi på det pulverformiga pollen som flyter i luften under vår världs blomstrande årstider.

Vetenskapshistoria

Ordet palynologi kommer från det grekiska ordet "palunein" som betyder att spruta eller sprida, och det latinska "pollen" som betyder mjöl eller damm. Pollenkorn produceras av fröväxter (Spermatophytes); sporer produceras av fröfria växter, mossor, klubbmossor och ormbunkar. Sporstorlekar sträcker sig från 5-150 mikron; pollenser sträcker sig från under 10 till mer än 200 mikron.

Palynologin som vetenskap är drygt 100 år gammal, banbrytande av den svenska geologen Lennart von Posts arbete, som vid en konferens 1916 producerade de första pollendiagrammen från torvavlagringar för att rekonstruera klimatet i Västeuropa efter att glaciärerna hade gått tillbaka . Pollenkorn identifierades först efter att Robert Hooke uppfann det sammansatta mikroskopet på 1600-talet.

Varför är pollen ett mått på klimatet?

Palynologi gör det möjligt för forskare att rekonstruera vegetationens historia genom tid och tidigare klimatförhållanden eftersom pollen och sporer från lokal och regional vegetation under de blommande säsongerna sprängs genom en miljö och deponeras över landskapet. Pollenkorn skapas av växter i de flesta ekologiska miljöer, på alla breddegrader från polerna till ekvatorn. Olika växter har olika blommande säsonger, så på många platser deponeras de under stora delar av året.

Pollens och sporer är välbevarade i vattniga miljöer och kan lätt identifieras i familjen, släktet och i vissa fall artnivå, baserat på deras storlek och form. Pollenkorn är släta, blanka, retikulerade och strippade; de är sfäriska, förlängda och förlängda; de kommer i enkelkorn men också i klumpar av två, tre, fyra och mer. De har en häpnadsväckande mångfald, och ett antal nycklar till pollenformer har publicerats under det senaste århundradet som gör fascinerande läsning.

Den första förekomsten av sporer på vår planet kommer från sedimentärt berg daterat till mitten av ordovicern, mellan 460-470 miljoner år sedan; och utsäde växter med pollen utvecklades ungefär 320-300 mya under kolperioden.

Hur det fungerar

Pollen och sporer deponeras överallt i miljön under året, men palynologer är mest intresserade av när de hamnar i vattendrag - sjöar, flodmynningar, myror - eftersom sedimentära sekvenser i marina miljöer är mer kontinuerliga än de i marken. miljö. I markmiljöer störs sannolikt pollen- och sporrdeponeringar av djur- och människoliv, men i sjöar fångas de i tunna skiktade lager på botten, oftast ostörda av växt- och djurliv.

Palynologer lägger sedimentkärnverktyg i sjöavlagringar, och sedan observerar, identifierar och räknar de pollen i jorden som fostrats upp i dessa kärnor med ett optiskt mikroskop med en förstoring av 400-1000x. Forskare måste identifiera minst 200-300 pollenkorn per taxa för att exakt bestämma koncentrationen och procentsatserna för särskilda taxor för växter. Efter att de har identifierat alla taxor av pollen som når den gränsen, plottar de procentandelarna för de olika taxorna på ett pollendiagram, en visuell representation av procentandelarna av växter i varje lager av en given sedimentkärna som först användes av von Post . Det diagrammet ger en bild av polleninmatningsförändringar genom tiden.

frågor

Vid Von Posts första presentation av pollendiagram frågade en av hans kollegor hur han med säkerhet visste att en del av pollen inte skapades av avlägsna skogar, en fråga som lösas idag av en uppsättning sofistikerade modeller. Pollenkorn som produceras vid högre höjder är mer benägna att transporteras av vinden längre avstånd än planter närmare marken. Som ett resultat har forskare insett potentialen för en överrepresentation av arter som tallar, baserat på hur effektiv anläggningen är att få sitt pollen att distribueras.

Sedan von Post's dag har forskare modellerat hur pollen sprids från toppen av skogens tak, avsättningar på en sjöyta och blandas där innan den slutliga ansamlingen som sediment i sjön botten. Antagandena är att pollen som samlas i en sjö kommer från träd på alla sidor, och att vinden blåser från olika riktningar under den långa säsongen av pollenproduktion. Emellertid är närliggande träd mycket starkare representerade av pollen än träd längre bort, i en känd storlek.

Dessutom visar det sig att olika storlekar av vatten resulterar i olika diagram. Mycket stora sjöar domineras av regional pollen och större sjöar är användbara för att registrera regional vegetation och klimat. Mindre sjöar domineras emellertid av lokala pollenser - så om du har två eller tre små sjöar i en region kan de ha olika pollendiagram, eftersom deras mikroekosystem skiljer sig från varandra. Forskare kan använda studier från ett stort antal små sjöar för att ge dem inblick i lokala variationer. Dessutom kan mindre sjöar användas för att övervaka lokala förändringar, till exempel en ökning av ragweedpollen som är förknippade med den europeisk-amerikanska bosättningen, och effekterna av avrinning, erosion, väderbildning och markutveckling.

Arkeologi och palynologi

Pollen är en av flera typer av växtrester som har hämtats från arkeologiska platser, antingen klamra sig fast inuti krukor, på kanterna på stenverktyg eller inom arkeologiska funktioner som lagringsgrop eller vardagsgolv.

Pollen från en arkeologisk plats antas återspegla vad folk åt eller växte, eller brukade bygga sina hem eller utfodra sina djur, förutom lokala klimatförändringar. Kombinationen av pollen från en arkeologisk plats och en närliggande sjö ger djup och rikedom av den paleo-miljörekonstruktionen. Forskare inom båda områdena kan vinna genom att arbeta tillsammans.