Palynologie: de wetenschappelijke studie van stuifmeel en sporen

Palynologie is de wetenschappelijke studie van stuifmeel en sporen, die vrijwel onverwoestbare, microscopisch kleine, maar gemakkelijk te identificeren plantendelen die worden aangetroffen in archeologische vindplaatsen en aangrenzende bodems en waterlichamen. Deze kleine organische materialen worden meestal gebruikt om milieuklimaten uit het verleden te identificeren (genaamd paleomilieu-reconstructie), en veranderingen in klimaat volgen over een periode van seizoenen tot millennia.

Moderne palynologische studies omvatten vaak alle micro-fossielen die zijn samengesteld uit zeer resistent organisch materiaal, sporopollenine genaamd, 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-foraminiferen; maar voor het grootste deel richt de palynologie zich op het poederachtige stuifmeel dat in de lucht zweeft tijdens de bloeiende seizoenen van onze wereld.

Het woord palynologie komt van het Griekse woord "palunein", wat strooien of verstrooien betekent, en het Latijnse "stuifmeel" betekent bloem of stof. Stuifmeelkorrels 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, gepionierd door het werk van de Zweedse geoloog Lennart von Post, die in een Conferentie in 1916 produceerde de eerste pollendiagrammen van turfafzettingen om het klimaat van West-Europa na de gletsjers te reconstrueren was teruggetrokken. Stuifmeelkorrels werden eerst pas daarna herkend Robert Hooke vond de samengestelde microscoop uit in de 17e eeuw.

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

Pollen en sporen zijn goed bewaard gebleven in waterige omgevingen en zijn gemakkelijk te identificeren op familie-, geslachts- en in sommige gevallen soortniveau, op basis van hun grootte en vorm. Stuifmeelkorrels zijn glad, glanzend, netvormig en gestreept; ze zijn bolvormig, afgeplat en prolifereren; ze komen in enkele korrels, maar ook in bosjes van twee, drie, vier en meer. Ze hebben een verbazingwekkende variëteit en in de afgelopen eeuw zijn een aantal sleutels tot pollenvormen gepubliceerd die fascinerende lectuur maken.

Sporen op onze planeet komen voor het eerst voor uit sedimentair gesteente dat dateert uit het midden vanOrdovicium, tussen 460-470 miljoen jaar geleden; en zaadplanten met stuifmeel ontwikkelden zich tijdens de Carboon periode.

Stuifmeel en sporen worden gedurende het jaar overal in de omgeving afgezet, maar palynologen zijn het meest geïnteresseerd in wanneer ze in waterlichamen - meren, estuaria, moerassen - omdat sedimentaire sequenties in mariene omgevingen continuer zijn dan die in het land instelling. In terrestrische omgevingen worden stuifmeel- en sporenafzettingen waarschijnlijk verstoord door dieren en mensen, maar in meren zitten ze gevangen in dunne gelaagde lagen op de bodem, meestal ongestoord door planten- en dierenleven.

Palynologen zetten sediment kern gereedschap in meerafzettingen en vervolgens observeren, identificeren en tellen ze het stuifmeel in de grond die in die kernen is opgebracht met behulp van een optische microscoop met een vergroting van 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 pollen diagram, een visuele weergave van de percentages planten in elke laag van een bepaalde sedimentkern die voor het eerst werd gebruikt door von Post. Dat diagram geeft een beeld van de veranderingen in de invoer van pollen door de tijd heen.

Bij de allereerste presentatie van pollendiagrammen van Von Post vroeg een van zijn collega's hoe hij zeker wist dat sommigen van het stuifmeel werd niet veroorzaakt door verre bossen, een probleem dat vandaag wordt opgelost door een reeks geavanceerde modellen. Stuifmeelkorrels die op grotere hoogte worden geproduceerd, worden eerder door de wind over langere afstanden vervoerd dan die van planten die dichter bij de grond staan. Als gevolg hiervan zijn geleerden het potentieel van een oververtegenwoordiging van soorten zoals pijnbomen gaan herkennen, gebaseerd op hoe efficiënt de plant is om zijn stuifmeel te verspreiden.

Sinds de tijd van von Post hebben geleerden gemodelleerd hoe stuifmeel zich verspreidt vanaf de top van het bladerdak, zet zich af op een meeroppervlak en vermengt zich daar voor de uiteindelijke accumulatie als sediment in het meer bodem. De aannames zijn dat het stuifmeel dat zich in een meer ophoopt, aan alle kanten van bomen komt en dat de wind tijdens het lange seizoen van de pollenproductie vanuit verschillende richtingen waait. Bomen in de buurt worden echter veel sterker vertegenwoordigd door stuifmeel dan bomen verder weg, tot een bekende omvang.

Bovendien blijkt dat watermassa's van verschillende grootte resulteren in verschillende diagrammen. Zeer grote meren worden gedomineerd door regionaal stuifmeel en grotere meren zijn nuttig voor het vastleggen van regionale vegetatie en klimaat. Kleinere meren worden echter gedomineerd door lokale pollen - dus als je twee of drie kleine meren in een regio, kunnen ze verschillende stuifmeeldiagrammen hebben, omdat hun micro-ecosysteem anders is dan één een andere. Wetenschappers kunnen studies uit een groot aantal kleine meren gebruiken om ze inzicht te geven in lokale variaties. Daarnaast kunnen kleinere meren worden gebruikt om lokale veranderingen te volgen, zoals een toename van ambrosia-stuifmeel geassocieerd met Euro-Amerikaanse nederzetting, en de effecten van afvoer, erosie, verwering en bodem ontwikkeling.

Stuifmeel is een van de verschillende soorten plantenresten die zijn gewonnen uit archeologische vindplaatsen, die zich ofwel vastklampen aan de binnenkant van potten, aan de randen van stenen werktuigen of binnen archeologische kenmerken zoals opslagkuilen of woonvloeren.

Stuifmeel van een archeologische vindplaats wordt verondersteld te weerspiegelen wat mensen aten of groeiden, of gebruikt om hun huizen te bouwen of hun dieren te voeren, naast de lokale klimaatverandering. De combinatie van stuifmeel van een archeologische vindplaats en een nabijgelegen meer zorgt voor diepte en rijkdom van de paleomilieu-reconstructie. Onderzoekers op beide gebieden hebben baat bij samenwerking.

Twee sterk aanbevolen bronnen voor pollenonderzoek zijn die van Owen Davis Palynologie pagina aan de Universiteit van Arizona, en die van de University College of London.

• _{Davis MP. 2000. Palynologie na Y2K - Inzicht in het brongebied van pollen in sedimenten.Jaaroverzicht van aard- en planetaire wetenschap 28:1-18.}
• _{de Vernal A. 2013. Palynologie (stuifmeel, sporen, enz.). In: Harff J, Meschede M, Petersen S en Thiede J, redacteuren. Encyclopedie van mariene geowetenschappen. Dordrecht: Springer Nederland. Blz. 1-10.}
• _{Patat M. 1967. Lennart von Post's pollendiagramserie van 1916. Overzicht van Palaeobotany en Palynology 4(1):9-13.}
• _{Holt KA en Bennett KD. 2014. Principes en methoden voor geautomatiseerde palynologie.Nieuwe fytoloog 203(3):735-742.}
• _{Linstädter J, Kehl M, Broich M en López-Sáez JA. 2016. Chronostratigrafie, plaatsvormingsprocessen en stuifmeelrecord van Ifri n'Etsedda, NO Marokko. Quartair Internationaal 410, deel A: 6-29.}
• _{Manten AA. 1967. Lennart Von Post en de basis van de moderne palynologie. Overzicht van Palaeobotany en Palynology 1(1–4):11-22.}
• _{Sadori L, Mazzini I, Pepe C, Goiran J-P, Pleuger E, Ruscito V, Salomon F en Vittori C. 2016. Palynologie en ostracodologie in de Romeinse haven van het oude Ostia (Rome, Italië).Het Holoceen 26(9):1502-1512.}
• _{Walker JW en Doyle JA. 1975. De grondslagen van de angiospermfylogenie: palynologie. Annalen van de botanische tuin van Missouri 62(3):664-723.}
• _{Willard DA, Bernhardt CE, Hupp CR en Newell WN. 2015. Kust- en wetlandecosystemen van het stroomgebied van de Chesapeake Bay: palynologie toepassen om de effecten van veranderend klimaat, zeeniveau en landgebruik te begrijpen. Veldgidsen 40:281-308.}
• _{Wiltshire PEJ. 2016. Protocollen voor forensische palynologie. Palynologie 40(1):4-24.}