Palinoloģija ir zinātnisks ziedputekšņu un sporu pētījums

Cigoriņu ziedputekšņu graudi.

Ians Kumings/Getty Images

Palinoloģija ir zinātnisks pētījums par ziedputekšņiem un sporas , tās praktiski neiznīcināmās, mikroskopiskās, bet viegli identificējamās augu daļas, kas atrodamas arheoloģiskajās vietās un blakus esošajās augsnēs un ūdenstilpēs. Šos niecīgos organiskos materiālus visbiežāk izmanto, lai identificētu pagātnes vides klimatu (to sauc paleovides rekonstrukcija ) un izsekot klimata izmaiņām laika periodā no gadalaikiem līdz tūkstošiem gadu.

Mūsdienu palinoloģiskie pētījumi bieži ietver visas mikrofosilijas, kas sastāv no ļoti izturīga organiskā materiāla, ko sauc par sporopolenīnu, ko ražo ziedoši augi un citi biogēni organismi. Daži palinologi arī apvieno pētījumu ar organismiem, kas ietilpst vienā lieluma diapazonā, piemēram kramaļģes un mikroforaminifera ; bet lielākoties palinoloģija koncentrējas uz pulverveida ziedputekšņiem, kas peld gaisā mūsu pasaules ziedēšanas periodos.

Zinātnes vēsture

Vārds palinoloģija cēlies no grieķu vārda “palunein”, kas nozīmē apkaisīt vai izkaisīt, un latīņu “putekšņi”, kas nozīmē milti vai putekļi. Ziedputekšņu graudus ražo sēklaugi (Spermatofīti); sporas ražo augi bez sēklām , sūnas, klubu sūnas un papardes. Sporu izmēri svārstās no 5-150 mikroniem; ziedputekšņi svārstās no zem 10 līdz vairāk nekā 200 mikroniem.

Palinoloģija kā zinātne ir nedaudz vairāk nekā 100 gadus veca, un tās aizsācējs ir zviedru ģeologa Lenarta fon Posta darbs, kurš 1916. gadā konferencē izveidoja pirmās kūdras nogulumu ziedputekšņu diagrammas, lai rekonstruētu Rietumeiropas klimatu pēc ledāju atkāpšanās. . Ziedputekšņu graudi pirmo reizi tika atpazīti tikai pēc tamRoberts Huks17. gadsimtā izgudroja salikto mikroskopu.

Kāpēc ziedputekšņi ir klimata mēraukla?

Palinoloģija ļauj zinātniekiem rekonstruēt veģetācijas vēsturi laika un pagātnes klimata apstākļos, jo ziedēšanas sezonās vietējās un reģionālās veģetācijas ziedputekšņi un sporas tiek izpūstas caur vidi un nogulsnētas virs ainavas. Ziedputekšņu graudus augi rada lielākajā daļā ekoloģisko apstākļu visos platuma grādos no poliem līdz ekvatoram. Dažādiem augiem ir dažādi ziedēšanas periodi, tāpēc daudzās vietās tie tiek nogulsnēti lielu gada daļu.

Ziedputekšņi un sporas ir labi saglabājušies ūdeņainā vidē un ir viegli identificējami ģimenes, ģints un dažos gadījumos sugu līmenī, pamatojoties uz to izmēru un formu. Ziedputekšņu graudi ir gludi, spīdīgi, tīklveida un svītraini; tie ir sfēriski, izliekti un izliekti; tie ir atsevišķos graudos, bet arī pa diviem, trim, četriem un vairāk. Viņiem ir pārsteidzošs daudzveidības līmenis, un pagājušajā gadsimtā ir publicētas vairākas putekšņu formas atslēgas, kas padara lasāmu aizraujošu.

Pirmā sporu parādīšanās uz mūsu planētas nāk no nogulumiežiem, kas datēti ar Ordoviķis , pirms 460–470 miljoniem gadu; un sēklu augi ar ziedputekšņiem attīstījās aptuveni 320-300 mya laikāOglekļa periods.

Kā tas strādā

Ziedputekšņi un sporas gada laikā tiek nogulsnēti visur apkārtējā vidē, bet palinologus visvairāk interesē, kad tie nonāk ūdenstilpēs — ezeros, estuāros, purvos —, jo nogulumu sekvences jūras vidē ir nepārtrauktākas nekā sauszemes vidē. iestatījumu. Sauszemes vidē ziedputekšņu un sporu nogulsnes, visticamāk, traucē dzīvnieku un cilvēku dzīvība, bet ezeros tie ir iesprostoti plānos, slāņos grunts slāņos, kurus lielākoties netraucē augi un dzīvnieki.

Palinologi lieknogulumu kodolsinstrumenti ezera atradnēs, un pēc tam viņi novēro, identificē un saskaita šajos serdeņos augošos putekšņus augsnē, izmantojot optisko mikroskopu 400–1000 reižu palielinājumā. Pētniekiem ir jāidentificē vismaz 200–300 ziedputekšņu graudi uz taksoniem, lai precīzi noteiktu konkrētu augu taksonu koncentrāciju un procentuālo daudzumu. Pēc tam, kad viņi ir identificējuši visus putekšņu taksonus, kas sasniedz šo robežu, viņi attēlo dažādu taksonu procentuālo daudzumu ziedputekšņu diagrammā, kas ir vizuāls augu procentuālais attēlojums katrā konkrētā nogulumu kodola slānī, ko pirmo reizi izmantoja fon Posts. . Šī diagramma sniedz priekšstatu par putekšņu ievades izmaiņām laika gaitā.

problēmas

Pirmajā Fon Post prezentācijā par ziedputekšņu diagrammām viens no viņa kolēģiem jautāja, kā viņš droši zināja, ka daži ziedputekšņi nav radušies tālu mežos, un šo problēmu šodien risina sarežģītu modeļu kopums. Ziedputekšņu graudi, kas ražoti augstākos augstumos, ir vairāk pakļauti vēja pārnēsāšanai lielākā attālumā nekā augiem, kas atrodas tuvāk zemei. Rezultātā zinātnieki ir atzinuši tādu sugu kā priežu pārmērīgas pārstāvības potenciālu, pamatojoties uz to, cik efektīvi augs spēj izplatīt ziedputekšņus.

Kopš fon Posta laikiem zinātnieki ir modelējuši, kā ziedputekšņi izkliedējas no meža lapotnes virsotnes, nogulsnējas uz ezera virsmas un sajaucas tur pirms galīgās uzkrāšanās kā nogulumi ezera dibenā. Tiek pieņemts, ka ziedputekšņi, kas uzkrājas ezerā, nāk no kokiem no visām pusēm un ka garajā ziedputekšņu ražošanas sezonā vējš pūš no dažādiem virzieniem. Tomēr tuvumā esošie koki ir daudz spēcīgāk pārstāvēti ar ziedputekšņiem nekā koki, kas atrodas tālāk, zināmā mērā.

Turklāt izrādās, ka dažādu izmēru ūdenstilpņu rezultātā tiek veidotas dažādas diagrammas. Ļoti lielos ezeros dominē reģionālie ziedputekšņi, un lielāki ezeri ir noderīgi reģionālās veģetācijas un klimata reģistrēšanai. Tomēr mazākos ezeros dominē vietējie ziedputekšņi, tādēļ, ja reģionā ir divi vai trīs mazi ezeri, tiem var būt dažādas ziedputekšņu diagrammas, jo to mikroekosistēma atšķiras viena no otras. Zinātnieki var izmantot pētījumus no daudziem maziem ezeriem, lai sniegtu viņiem ieskatu vietējās variācijās. Turklāt mazākus ezerus var izmantot, lai uzraudzītu vietējās izmaiņas, piemēram, ambrozijas ziedputekšņu pieaugumu, kas saistīts ar Eiropas un Amerikas apdzīvotību, kā arī noteces, erozijas, laikapstākļu un augsnes attīstības ietekmi.

Arheoloģija un palinoloģija

Ziedputekšņi ir viens no vairākiem augu atlieku veidiem, kas iegūtas no arheoloģiskām vietām, pielipušas pie podu iekšpuses, uz akmens darbarīku malām vai iekšā. arheoloģiskās iezīmes piemēram, uzglabāšanas bedres vai dzīvojamās grīdas.

Tiek pieņemts, ka ziedputekšņi no arheoloģiskās vietas atspoguļo to, ko cilvēki ēda vai audzēja vai izmantoja māju celtniecībai vai dzīvnieku barošanai, kā arī vietējām klimata pārmaiņām. Arheoloģiskās vietas un tuvējā ezera putekšņu kombinācija nodrošina paleovides rekonstrukcijas dziļumu un bagātību. Pētnieki abās jomās gūst labumu, strādājot kopā.

Avoti

Divi ļoti ieteicami ziedputekšņu izpētes avoti ir Ovens Deiviss Palinoloģijas lapa Arizonas Universitātē un universitātē Londonas Universitātes koledža .

• _{Deivisa deputāts. 2000. gads Palinoloģija pēc Y2K — izpratne par putekšņu avota apgabalu nogulumos. Zemes un planētu zinātnes gada pārskats 28:1-18.}
• _{no Vernal A. 2013. Palinoloģija (ziedputekšņi, sporas utt.) . In: Harff J, Meschede M, Petersen S un Thiede J, redaktori. Jūras ģeozinātņu enciklopēdija . Dordrehta: Springera Nīderlande. 1-10 lpp.}
• _{Fries M. 1967. gads. Lenarta fon Posta 1916. gada putekšņu diagrammu sērija . Pārskats par paleobotāniku un palinoloģiju 4(1):9-13.}
• _{Holts KA un Benets KD. 2014. gads. Automatizētās palinoloģijas principi un metodes. Jaunais fitologs 203(3):735-742.}
• _{Linstadter J, Kehl M, Broich M un Lopez-Saez JA. 2016. gads. Ifri n'Etsedda, ZA Marokas hronostratigrāfija, vietu veidošanās procesi un ziedputekšņu uzskaite . Kvartāra starptautiskā 410, A daļa:6-29.}
• _{AA kāzas. 1967. gads. Lennarts fon Posts un mūsdienu palinoloģijas pamats . Pārskats par paleobotāniku un palinoloģiju 1(1–4):11–22.}
• _{Sadori L , Mazzini I , Pepe C , Goiran J-P , Pleuger E , Ruscito V , Solomon F un Vittori C . Palinoloģija un ostrakodoloģija Senās Ostijas romiešu ostā (Roma, Itālija). Holocēns 26(9):1502-1512.}
• _{Walker JW un Doyle JA. 1975. gads. Angiospermas filoģenēzes pamati: Palinoloģija . Misūri Botāniskā dārza Annals 62(3):664-723.}
• _{Willard DA, Bernhardt CE, Hupp CR un Newell WN. 2015. Česapīka līča ūdensšķirtnes piekrastes un mitrāju ekosistēmas: Palinoloģijas izmantošana, lai izprastu mainīgā klimata, jūras līmeņa un zemes izmantošanas ietekmi. Lauka ceļveži 40:281-308.}
• _{Viltšīras PEJ. 2016. gads. Tiesu palinoloģijas protokoli . Palinoloģija 40(1):4-24.}