Palinoloģija: Ziedputekšņu un sporu zinātniskais pētījums

Palinoloģija ir ziedputekšņu un sporas, tās praktiski neiznīcināmas, mikroskopiskas, bet viegli identificējamas augu daļas, kas atrodamas arheoloģisko izrakumu vietās un blakus esošajās augsnēs un ūdenstilpēs. Šīs sīkās organiskās vielas visbiežāk izmanto, lai identificētu pagātnes vides klimatu (sauktu par paleo-vides rekonstrukcija) un izsekot klimata izmaiņām laika posmā no gadalaikiem līdz gadu tūkstošiem.

Mūsdienu palinoloģiskie pētījumi bieži ietver visas mikro fosilijas, kas sastāv no ļoti izturīga organiska materiāla, ko sauc par sporopollenīnu, un ko ražo ziedoši augi un citi biogēni organismi. Daži palynologi arī apvieno pētījumu ar organismiem, kas ietilpst vienā lieluma diapazonā, piemēram diatoms un mikro-foraminifera; bet lielākoties palynoloģija koncentrējas uz pulverveida putekšņiem, kas peld gaisā mūsu pasaules ziedošo sezonu laikā.

Vārds palynology nāk no grieķu vārda "palunein", kas nozīmē apkaisīt vai izkaisīt, un latīņu "ziedputekšņi", kas nozīmē miltus vai putekļus. Ziedputekšņu graudus ražo sēklu augi (Spermatophytes); sporas ražo

Palinoloģija kā zinātne ir nedaudz vairāk nekā 100 gadus veca, un to aizsācis zviedru ģeologa Lennarta fon Pasta darbs, kurš 1916. gada konferencē tika sagatavotas pirmās putekšņu diagrammas no kūdras atradnēm, lai rekonstruētu Rietumeiropas klimatu pēc ledājiem bija atkāpies. Putekšņu graudi pirmo reizi tika atzīti tikai pēc Roberts Hoks 17. gadsimtā izgudroja salikto mikroskopu.

Palinoloģija ļauj zinātniekiem rekonstruēt veģetācijas vēsturi laikā un pagātnes klimatiskajos apstākļos, jo - ziedoši gadalaiki, vietējās un reģionālās veģetācijas ziedputekšņi un sporas tiek izpūstas vidē un novietotas virs ainava. Ziedputekšņu graudus augi rada lielākajā daļā ekoloģisko apstākļu, visos platuma grādos no poliem līdz ekvatoram. Dažādiem augiem ir atšķirīgas ziedēšanas sezonas, tāpēc daudzviet tie tiek nogulsnēti gada laikā.

Ziedputekšņi un sporas ir labi saglabājušās ūdeņainā vidē un, pamatojoties uz to lielumu un formu, ir viegli identificējamas ģimenes, ģints un dažos gadījumos arī sugu līmenī. Ziedputekšņu graudi ir gludi, spīdīgi, savelkušies un sagriezti; tie ir sfēriski, pagarināti un pacilāti; tie ir atsevišķos graudos, kā arī divu, trīs, četru un vairāk gabaliņos. Viņiem ir pārsteidzošs dažādības līmenis, un pagājušajā gadsimtā ir publicēti vairāki taustiņi ziedputekšņu formām, kas padara aizraujošu lasīšanu.

Pirmo sporu parādīšanās uz mūsu planētas nāk no nogulumieža, kas datēts ar vidusdaļuOrdovičs, starp 460–470 miljoniem gadu atpakaļ; un sēklotajiem augiem ar ziedputekšņiem laikā attīstījās apmēram 320-300 mya Oglekļa periods.

Ziedputekšņi un sporas gada laikā nokļūst visur apkārtējā vidē, bet palinologi visvairāk interesējas, kad tie nonāk ūdenstilpes - ezeri, estuāri, purvi -, jo nogulšņu secība jūras vidē ir nepārtrauktāka nekā sauszemes iestatīšana. Zemes vidē dzīvnieku un cilvēku dzīvības, iespējams, traucē putekšņu un sporu nogulsnes, bet ezeros tie ir ieslodzīti plānos stratificētos slāņos apakšā, tos galvenokārt netraucē augu un dzīvnieku dzīve.

Palinologi ielika nogulumu kodols instrumentus ezeru atradnēs, un pēc tam, izmantojot optisko mikroskopu, ar 400–1000x palielinājumu, tie novēro, identificē un saskaita ziedputekšņus augsnē, kas izveidota šajos kodolos. Pētniekiem jāidentificē vismaz 200–300 ziedputekšņu graudi uz taksoniem, lai precīzi noteiktu konkrētā auga taksona koncentrāciju un procentuālo daudzumu. Pēc tam, kad viņi ir identificējuši visus ziedputekšņu taksonus, kas sasniedz šo robežu, viņi grafikā parāda dažādu ziedputekšņu taksonu procentuālo daudzumu diagramma, vizuāls augu procentuālais attēlojums katrā nogulumu kodola slānī, ko pirmo reizi izmantoja fon Post. Šajā diagrammā ir parādīts attēls ar ziedputekšņu ieejas izmaiņām laika gaitā.

Jau pašā Von Post putekšņu diagrammu prezentācijā viens no viņa kolēģiem vaicāja, kā viņš droši zina, ka daži ziedputekšņu neveidoja tālu meži, šo problēmu šodien risina sarežģīts kopums modeļiem. Ziedputekšņu graudi, kas ražoti augstākā augstumā, ir vairāk pakļauti vēja pārvadājumiem lielākos attālumos nekā augu, kas atrodas tuvāk zemei. Tā rezultātā zinātnieki ir atzinuši tādu sugu kā priežu koku pārmērīgas pārstāvēšanas potenciālu, pamatojoties uz to, cik efektīva ir augs, lai izplatītu ziedputekšņus.

Kopš fon Pasta dienas zinātnieki ir modelējuši, kā ziedputekšņi izklīst no meža nojumes augšdaļas, nogulsnes uz ezera virsmas un sajaucas tur pirms galīgās uzkrāšanās kā nogulsnes ezerā apakšā. Tiek pieņemti pieņēmumi, ka ezerā uzkrājošie ziedputekšņi nāk no kokiem no visām pusēm un ziedputekšņu ražošanas garajā sezonā vējš pūš no dažādiem virzieniem. Tomēr tuvējos kokus ziedputekšņi pārstāv daudz spēcīgāk nekā zināmā mērā tālāk esošos kokus.

Turklāt izrādās, ka dažāda lieluma ūdenstilpnēm ir dažādas diagrammas. Ļoti lielos ezeros dominē reģionālie ziedputekšņi, un lielāki ezeri ir noderīgi reģionālās veģetācijas un klimata reģistrēšanai. Mazākajos ezeros tomēr dominē vietējie ziedputekšņi - ja jums ir divi vai trīs mazi ezeri reģionā, viņiem varētu būt atšķirīgas ziedputekšņu diagrammas, jo to mikroekosistēma atšķiras no vienas cits. Pētnieki var izmantot daudzu mazu ezeru pētījumus, lai sniegtu viņiem ieskatu vietējās variācijās. Turklāt, lai uzraudzītu vietējās izmaiņas, piemēram, ambrozijas ziedputekšņu palielināšanos, var izmantot mazākus ezerus kas saistīti ar Eiropas un Amerikas norēķiniem, kā arī noteces, erozijas, laika apstākļu un augsnes sekām attīstību.

Ziedputekšņi ir viens no vairākiem augu atlieku veidiem, kas iegūti no arheoloģiskām atradnēm vai nu pielipušies podiem iekšpusē, akmens darbarīku malās vai iekšpusē. arheoloģiskās iezīmes piemēram, uzglabāšanas bedrēm vai dzīvojamām grīdām.

Tiek pieņemts, ka arheoloģisko izrakumu vietas ziedputekšņi papildus vietējām klimata izmaiņām atspoguļo to, ko cilvēki ēda vai izaudzēja, vai izmantoja māju celtniecībai vai dzīvnieku pabarošanai. Arheoloģiskās izrakumu vietas un tuvējā ezera ziedputekšņu kombinācija nodrošina paleovides rekonstrukcijas dziļumu un bagātību. Abu jomu pētnieki gūst labumu, strādājot kopā.

Divi ļoti ieteikti ziedputekšņu pētījumu avoti ir Ovena Deivisa avoti Palinoloģijas lapa Arizonas universitātē un Londonas Universitātes koledža.

• _{Deiviss MP. 2000. Palinoloģija pēc Y2K - izpratne par ziedputekšņu avotu apgabalu nogulumos.Zemes un planētu zinātnes gada pārskats 28:1-18.}
• _{de Vernal A. 2013. Palinoloģija (ziedputekšņi, sporas utt.). In: Harff J, Meschede M, Petersen S un Thiede J, redaktori. Jūras ģeodzinātņu enciklopēdija. Dordrehta: Springer Nīderlande. 1-10 lpp.}
• _{Fries M. 1967. Lennarta fon Pasta 1916. gada ziedputekšņu diagrammu sērija. Paleobotānikas un palinoloģijas pārskats 4(1):9-13.}
• _{Holts KA un Bennets KD. 2014. Automatizētās palinoloģijas principi un metodes.Jaunais fitologs 203(3):735-742.}
• _{Linstädter J, Kehl M, Broich M un López-Sáez JA. 2016. Ifri n'Etsedda, NE, Maroka, hronostratigrāfija, vietu veidošanās procesi un ziedputekšņu reģistrs. Starptautiskais kvartārs 410, A daļa: 6–29.}
• _{Manten AA. 1967. Lennarts Von Post un mūsdienu palinoloģijas pamats. Paleobotānikas un palinoloģijas pārskats 1(1–4):11-22.}
• _{Sadori L, Mazzini I, Pepe C, Goiran J-P, Pleuger E, Ruscito V, Salomon F un Vittori C. 2016. Palinoloģija un ostrakodoloģija senās Ostijas romiešu ostā (Roma, Itālija).Holocēns 26(9):1502-1512.}
• _{Walker JW un Doyle JA. 1975. Angiospermas filogēnijas pamati: palinoloģija. Misūri botāniskā dārza Annals 62(3):664-723.}
• _{Willard DA, Bernhardt CE, Hupp CR un Newell WN. 2015. Piekrastes un mitrāju ekosistēmas Česapīka līča baseinā: Palinoloģijas izmantošana, lai izprastu mainīgā klimata, jūras līmeņa un zemes izmantošanas ietekmi. Lauka ceļveži 40:281-308.}
• _{Viltšīras PEJ. 2016. Tiesu palinoloģijas protokoli. Palinoloģija 40(1):4-24.}