Palynology: The Scientific Study of Pollen and Spores

Palynology er den vitenskapelige undersøkelsen av pollen og sporer, de praktisk talt uforgjengelige, mikroskopiske, men lett identifiserbare plantedeler som finnes på arkeologiske steder og tilstøtende jordsmonn og vannforekomster. Disse små organiske materialene blir ofte brukt for å identifisere tidligere miljøklima (kalt gjenoppbygging av paleo-miljøet), og spore endringer i klima over en periode som spenner fra årstider til årtusener.

Moderne palynologiske studier inkluderer ofte alle mikrofossiler sammensatt av meget motstandsdyktig organisk materiale kalt sporopollenin, som er produsert av blomstrende planter og andre biogene organismer. Noen palynologer kombinerer også studien med organismer som faller innenfor samme størrelsesområde, som kiselalger og mikro-foraminifera; men for det meste fokuserer palynologi på det pulverformige pollenet som flyter i luften i vår blomstrende årstid.

Ordet palynologi kommer fra det greske ordet "palunein" som betyr å strø eller spre, og det latinske "pollen" som betyr mel eller støv. Pollenkorn produseres av frøplanter (Spermatophytes); sporer er produsert av

Palynologi som vitenskap er litt over 100 år gammel, pioner for arbeidet til den svenske geologen Lennart von Post, som i en konferansen i 1916 produserte de første pollenskjemaene fra torvforekomster for å rekonstruere klimaet i Vest-Europa etter breene hadde trukket seg tilbake. Pollenkorn ble først gjenkjent etter Robert Hooke oppfant det sammensatte mikroskopet på 1600-tallet.

Palynologi tillater forskere å rekonstruere vegetasjonens historie gjennom tid og tidligere klimaforhold fordi, under blomstrende årstider, pollen og sporer fra lokal og regional vegetasjon blåses gjennom et miljø og avsettes over landskap. Pollenkorn er laget av planter i de fleste økologiske omgivelser, i alle breddegrader fra polene til ekvator. Ulike planter har forskjellige blomstrende årstider, så mange steder blir de avsatt i store deler av året.

Pollens og sporer er godt bevart i vannholdige miljøer og kan lett identifiseres i familien, slekten og i noen tilfeller artsnivå, basert på deres størrelse og form. Pollenkorn er glatte, skinnende, retikulerte og stripete; de er sfæriske, lange og langsomme; de kommer i enkeltkorn, men også i klumper på to, tre, fire og mer. De har et forbløffende nivå av variasjon, og det har blitt publisert en rekke nøkler til pollenformer det siste århundret som gir fascinerende lesning.

Den første forekomsten av sporer på planeten vår kommer fra sedimentær bergart datert til midten avordoviciummellom 460-470 millioner år siden; og frøplanter med pollen utviklet omtrent 320-300 mya i løpet av Karbonperiode.

Pollen og sporer blir avsatt overalt i omgivelsene 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 den jordiske innstilling. I terrestriske miljøer vil pollen- og sporeforekomster 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 satt sedimentkjerne verktøy i innsjøavsetninger, og så observerer, identifiserer og teller de pollen i jorden som ble ført opp i disse kjernene ved hjelp av et optisk mikroskop med en forstørrelse mellom 400 og 1000 x. Forskere må identifisere minst 200-300 pollenkorn per taxa for å nøyaktig bestemme konsentrasjonen og prosentene av bestemte taxaer av planter. Etter at de har identifisert alle taxaene av pollen som når den grensen, plottes de prosentene av de forskjellige taxaene på en pollen diagram, en visuell representasjon av prosentene av planter i hvert lag av en gitt sedimentkjerne som først ble brukt av von Post. Diagrammet gir et bilde av polleninngangsendringer gjennom tid.

På Von Post sin aller første presentasjon av pollendiagrammer, spurte en av kollegene hvordan han med sikkerhet visste at noen av pollen ble ikke skapt av fjerne skoger, et problem som i dag løses av et sett av sofistikert modeller. Pollenkorn produsert på høyere høyder er mer utsatt for å bli ført av vinden lengre avstander enn planter nærmere bakken. Som et resultat har forskere kommet til å erkjenne potensialet i en overrepresentasjon av arter som furutrær, basert på hvor effektiv planten er til å få sin pollen distribuert.

Siden von Posts tid har forskere modellert hvordan pollen sprer seg fra toppen av skogens baldakin, avsettes på en overflate av innsjøen, og blandes der før endelig ansamling som sediment i sjøen bunn. Forutsetningene er at pollen som samler seg i en innsjø kommer fra trær på alle sider, og at vinden blåser fra forskjellige retninger i løpet av den lange sesongen med pollenproduksjon. Imidlertid er nærliggende trær mye sterkere representert av pollen enn trær lenger borte, i kjent størrelse.

I tillegg viser det seg at vannmasser i forskjellige størrelser resulterer i forskjellige diagrammer. Svært store innsjøer er dominert av regional pollen, og større innsjøer er nyttige for registrering av regional vegetasjon og klima. Mindre innsjøer er imidlertid dominert av lokale pollenser - så hvis du har to eller tre små innsjøer i region, kan de ha forskjellige pollen diagrammer, fordi deres mikroøkosystem er forskjellig fra ett en annen. 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 forandringer, for eksempel en økning i ragweedpollen assosiert med euro-amerikansk bosetning, og effektene av avrenning, erosjon, forvitring og jord utvikling.

Pollen er en av flere typer planterester som er hentet fra arkeologiske steder, enten klamrer seg fast på innsiden av potter, på kantene av steinredskaper eller innenfor arkeologiske trekk for eksempel lagringsgroper eller stuegulv.

Pollen fra et arkeologisk sted antas å gjenspeile hva folk spiste eller vokste, eller pleide å bygge husene sine eller mate dyrene sine, i tillegg til lokale klimaendringer. Kombinasjonen av pollen fra et arkeologisk sted og en nærliggende innsjø gir dybde og rikdom av den paleo-miljøoppbyggingen. Forskere på begge felt kan tjene på å samarbeide.

To sterkt anbefalte kilder til pollenforskning er Owen Davis Palynology-side ved University of Arizona, og det av University College of London.

• _{Davis MP. 2000. Palynologi etter Y2K - Forstå kilden til pollen i sedimenter.Årlig gjennomgang av Earth and Planetetary Science 28:1-18.}
• _{de 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 Palaeobotany and Palynology 4(1):9-13.}
• _{Holt KA, og Bennett KD. 2014. Prinsipper og metoder for automatisert palynologi.Ny fytolog 203(3):735-742.}
• _{Linstädter J, Kehl M, Broich M, og López-Sáez JA. 2016. Kronostratigrafi, stedsdannelsesprosesser og pollenregistrering av Ifri n'Etsedda, NE Marokko. Quaternary International 410, del A: 6-29.}
• _{Manten AA. 1967. Lennart Von Post og grunnlaget for moderne palynologi. Gjennomgang av Palaeobotany and Palynology 1(1–4):11-22.}
• _{Sadori L, Mazzini I, Pepe C, Goiran J-P, Pleuger E, Ruscito V, Salomon F og Vittori C. 2016. Palynologi og ostrakodologi ved den romerske havnen i det gamle Ostia (Roma, Italia).Holocene 26(9):1502-1512.}
• _{Walker JW, og Doyle JA. 1975. The Bases of Angiosperm Phylogeny: Palynology. 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: Bruk av palynologi for å forstå virkningene av klimaendring, havnivå og bruk av land. Feltguider 40:281-308.}
• _{Wiltshire PEJ. 2016. Protokoller for rettsmedisinsk palynologi. palynologi 40(1):4-24.}