Palynologie is de wetenschappelijke studie van pollen en sporen

Palynologie is de wetenschappelijke studie van pollen en sporen, die vrijwel onverwoestbare, microscopische, maar gemakkelijk identificeerbare plantendelen die worden gevonden in archeologische vindplaatsen en aangrenzende bodems en waterlichamen. Deze kleine organische materialen worden meestal gebruikt om omgevingsklimaten in het verleden te identificeren (reconstructie van het paleomilieu) en om veranderingen in het klimaat te volgen gedurende een periode van seizoenen tot millennia.

Moderne palynologische studies omvatten vaak alle micro-fossielen samengesteld uit zeer resistent organisch materiaal genaamd sporopollenin, dat wordt geproduceerd door bloeiende planten en andere biogene organismen. Sommige palynologen combineren de studie ook met die van organismen die in hetzelfde groottebereik vallen, zoals diatomeeën en micro-foraminifera; maar voor het grootste deel richt palynologie zich op het poederachtige stuifmeel dat in de lucht zweeft tijdens de bloeiende seizoenen van onze wereld.

Wetenschapsgeschiedenis

Het woord palynologie komt van het Griekse woord "palunein" wat betekent strooien of strooien, en het Latijnse "stuifmeel" dat bloem of stof betekent. Pollenkorrels worden geproduceerd door zaadplanten (Spermatophytes); sporen worden geproduceerd door pitloze planten, mossen, knotsmossen en varens. Sporegroottes variëren van 5-150 micron; pollen variëren van minder dan 10 tot meer dan 200 micron.

Palynologie als wetenschap is iets meer dan 100 jaar oud, pionier door het werk van de Zweedse geoloog Lennart von Post, die tijdens een conferentie in 1916 de eerste stuifmeeldiagrammen produceerde van veenlagen om het klimaat van West-Europa te reconstrueren nadat de gletsjers zich hadden teruggetrokken . Pollenkorrels werden voor het eerst herkend nadat Robert Hooke de samengestelde microscoop in de 17e eeuw had uitgevonden.

Waarom is pollen een maat voor het klimaat?

Palynologie stelt wetenschappers in staat om de geschiedenis van de vegetatie te reconstrueren door de tijd en voorbije klimaatomstandigheden, omdat tijdens de bloeiende seizoenen stuifmeel en sporen van lokale en regionale vegetatie door een omgeving worden geblazen en over het landschap worden afgezet. Pollenkorrels worden gemaakt door planten in de meeste ecologische omgevingen, op alle breedtegraden, van de polen tot de evenaar. Verschillende planten hebben verschillende bloeitijden, dus op veel plaatsen worden ze gedurende een groot deel van het jaar afgezet.

Pollen en sporen zijn goed bewaard in waterige omgevingen en zijn gemakkelijk te identificeren op het niveau van de familie, het geslacht en in sommige gevallen soorten, op basis van hun grootte en vorm. Pollenkorrels zijn glad, glanzend, netvormig en gestreept; ze zijn bolvormig, afgeplat en verspreiden zich; ze komen in enkele korrels, maar ook in groepen van twee, drie, vier en meer. Ze hebben een verbazingwekkende variëteit en in de afgelopen eeuw zijn er een aantal sleutels tot pollenvormen gepubliceerd die fascinerend lezen.

Het eerste optreden van sporen op onze planeet is afkomstig van sedimentair gesteente daterend uit het midden van de Ordoviciërs, tussen 460-470 miljoen jaar geleden; en gezaaide planten met stuifmeel ontwikkelden ongeveer 320-300 mya tijdens de Carboonperiode.

Hoe het werkt

Stuifmeel en sporen worden gedurende het jaar overal in de omgeving afgezet, maar palynologen zijn het meest geïnteresseerd in wanneer ze in waterlichamen belanden - meren, estuaria, moerassen - omdat sedimentsequenties in mariene omgevingen meer continu zijn dan die op het land setting. In terrestrische omgevingen worden pollen- en sporenafzettingen waarschijnlijk verstoord door dieren- en mensenleven, maar in meren zitten ze gevangen in dunne gelaagde lagen op de bodem, meestal ongestoord door planten- en dierenleven.

Palynologen stoppen sedimentkernwerktuigen in meerafzettingen en observeren, identificeren en tellen vervolgens het stuifmeel in de grond die met behulp van een optische microscoop in die kernen wordt opgevoed met een vergroting tussen 400-1000x. Onderzoekers moeten ten minste 200-300 stuifmeelkorrels per taxa identificeren om de concentratie en percentages van bepaalde taxa van planten nauwkeurig te bepalen. Nadat ze alle taxa van pollen hebben geïdentificeerd die die limiet bereiken, plotten ze de percentages van de verschillende taxa op een pollendiagram, een visuele weergave van de percentages planten in elke laag van een gegeven sedimentkern die voor het eerst werd gebruikt door von Post . Dat diagram geeft een beeld van polleninvoerveranderingen door de tijd heen.

problemen

Bij de allereerste presentatie van stuifmeeldiagrammen van Von Post vroeg een van zijn collega's hoe hij zeker wist dat een deel van het stuifmeel niet werd gecreëerd door verre bossen, een probleem dat vandaag wordt opgelost door een reeks geavanceerde modellen. Stuifmeelkorrels die op grotere hoogte worden geproduceerd, worden over langere afstanden meer door de wind gedragen dan die van planten dichter bij de grond. Als gevolg hiervan zijn wetenschappers het potentieel van een oververtegenwoordiging van soorten zoals dennenbomen gaan herkennen, gebaseerd op hoe efficiënt de plant is in het verspreiden van haar stuifmeel.

Sinds de dag van von Post hebben wetenschappers gemodelleerd hoe stuifmeel zich verspreidt vanaf de top van het bladerdak, zich afzet op een oppervlakte van het meer en zich daar mengt voordat het zich ophoopt in de bodem van het meer. De veronderstellingen zijn dat stuifmeel dat zich ophoopt in een meer afkomstig is van bomen aan alle kanten, en dat de wind uit verschillende richtingen waait tijdens het lange seizoen van stuifmeelproductie. Bomen in de buurt worden echter veel sterker vertegenwoordigd door stuifmeel dan bomen verder weg, tot een bekende omvang.

Bovendien blijkt dat waterlichamen van verschillende grootte resulteren in verschillende diagrammen. Zeer grote meren worden gedomineerd door regionaal stuifmeel en grotere meren zijn nuttig voor het registreren van regionale vegetatie en klimaat. Kleinere meren worden echter gedomineerd door lokale pollen - dus als je twee of drie kleine meren in een regio hebt, kunnen ze verschillende stuifmeeldiagrammen hebben, omdat hun micro-ecosysteem van elkaar verschilt. Geleerden kunnen studies van een groot aantal kleine meren gebruiken om hen inzicht te geven in lokale variaties. Bovendien kunnen kleinere meren worden gebruikt om lokale veranderingen te volgen, zoals een toename van ambrosiapollen geassocieerd met Euro-Amerikaanse nederzetting, en de effecten van afvoer, erosie, verwering en bodemontwikkeling.

Archeologie en palynologie

Stuifmeel is een van de verschillende soorten plantenresten die zijn opgehaald uit archeologische vindplaatsen, hetzij aan de binnenkant van potten, aan de randen van stenen werktuigen of binnen archeologische kenmerken zoals opslagputten of woonvloeren.

Er wordt verondersteld dat stuifmeel van een archeologische vindplaats weerspiegelt wat mensen aten of groeiden, of gebruikten om hun huizen te bouwen of hun dieren te voeden, naast de lokale klimaatverandering. De combinatie van stuifmeel van een archeologische vindplaats en een nabijgelegen meer biedt diepte en rijkdom aan de reconstructie van het paleomilieu. Onderzoekers op beide gebieden hebben baat bij samenwerking.