Palinologia

Pyłek sosny pod mikroskopem
Późnosylurska zarodnia zawierająca triletowe zarodniki . Takie zarodniki dostarczają najwcześniejszych dowodów życia na lądzie. Zielony : tetrada zarodników. Niebieski : zarodnik ze znakiem trilete – blizna w kształcie litery Y. Zarodniki mają średnicę około 30–35 μm.

  Palinologia to „badanie pyłu” (z greckiego : παλύνω , translit. palynō , „rozsypany, posypany” i -logia ) lub „rozsypanych cząstek”. Klasyczny palinolog analizuje cząstek stałych pobrane z powietrza, z wody lub z osadów, w tym osadów dowolnego wieku. Stan i identyfikacja tych cząstek, organicznych i nieorganicznych, daje palinologowi wskazówki dotyczące życia, środowiska i warunków energetycznych, które je wytworzyły.

Termin ten jest powszechnie używany w odniesieniu do podzbioru dyscypliny, którą definiuje się jako „badanie mikroskopijnych obiektów o makrocząsteczkowym składzie organicznym (tj. kwasy". Jest to nauka badająca współczesne i kopalne palynomorfy (paleopalynologia), w tym pyłki , zarodniki , orbikuły , dinocysty , akritarchy , chitinozoany i skolekodonty , razem z cząsteczkowa materia organiczna (POM) i kerogen występujące w skałach osadowych i osadach .

Palinologia nie obejmuje okrzemek , otwornic ani innych organizmów z krzemionkowymi lub wapiennymi egzoszkieletami .

Definicja

  Palinologia to dosłownie „badanie pyłu” (z greckiego : παλύνω , translit. palunō , „rozsypany, posypany” i -logia ) lub „rozsypanych cząstek”. Klasyczny palinolog analizuje cząstek stałych pobrane z powietrza, wody, osadów lub skał w każdym wieku. Stan i identyfikacja tych cząstek, organicznych i nieorganicznych, daje palinologowi wskazówki dotyczące życia, środowiska i warunków energetycznych, które je wytworzyły.

Termin ten jest powszechnie używany w odniesieniu do podzbioru dyscypliny, który został opisany jako „badanie mikroskopijnych obiektów o makrocząsteczkowym składzie organicznym (tj. kwasy fluorowodorowe”.

Jest to nauka, która bada współczesne i kopalne palynomorfy , w tym pyłki , zarodniki , orbikuły , dinocysty , akritarchy , chitinozoany i skolekodonty , wraz z cząsteczkami materii organicznej (POM) i kerogenem występującymi w skałach osadowych i osadach .

Palinologia jako nauka interdyscyplinarna stoi na przecięciu nauk o ziemi ( geologia lub nauki geologiczne) i nauk biologicznych ( biologia ), zwłaszcza roślinoznawstwa ( botanika ). Palinologia stratygraficzna , gałąź mikropaleontologii i paleobotaniki , zajmuje się badaniem palinomorfów kopalnych od prekambru do holocenu .

palinomorfy

mikroskamieniałości o organicznych ścianach o wielkości od 5 do 500 mikrometrów . Są one wydobywane ze skał osadowych i rdzeni osadów zarówno fizycznie, poprzez obróbkę ultradźwiękową i przesiewanie na mokro , jak i chemicznie, poprzez trawienie chemiczne w celu usunięcia frakcji nieorganicznej. Palynomorfy mogą składać się z materiału organicznego, takiego jak chityna , pseudochityna i sporopollenina . Palynomorfy, które mają opis taksonomii, są czasami określane jako palynotaxa.

Palynomorfy tworzą zapis geologiczny mający znaczenie dla określenia rodzaju prehistorycznego życia , które istniało w czasie, gdy powstała formacja osadowa. W rezultacie te mikroskamieniałości dostarczają ważnych wskazówek co do panujących wówczas warunków klimatycznych . Ich użyteczność paleontologiczna wywodzi się z obfitości w milionach komórek na gram w organicznych osadach morskich, nawet jeśli takie osady generalnie nie są skamieniałe . Jednak palynomorfy generalnie zostały zniszczone w metamorficznych lub zrekrystalizowanych.

Zazwyczaj palynomorfy to cysty bruzdnic , akritarchy , zarodniki , pyłki , grzyby , skolekodonty (zęby skleroproteinowe, szczęki i związane z nimi cechy robaków wieloszczetów pierścienic ), narządy stawonogów (takie jak narządy gębowe owadów ), chitinozoany i mikrootwory . Mikroskopijne struktury Palynomorph, które są obfite w większość osadów, są odporne na rutynową ekstrakcję pyłków, w tym mocnych kwasów i zasad, oraz acetolizę lub separację gęstości.

Palinofacje

Palynofacja to kompletny zespół materii organicznej i palynomorfów w złożu kopalnym. Termin ten został wprowadzony przez francuskiego geologa André Combaza w 1964 roku. Badania palinofacji są często powiązane z badaniami geochemii organicznej skał osadowych . Badanie palinofacji sedymentacyjnego środowiska depozycyjnego może być wykorzystane do poznania paleośrodowisk depozycyjnych skał osadowych w geologii poszukiwawczej, często w połączeniu z analizą palinologiczną i witrynitu .

Palinofacje mogą być używane na dwa sposoby:

Historia

rdzenia pyłkowego , Fort Bragg, Karolina Północna

Wczesna historia

Najwcześniejsze odnotowane obserwacje pyłku pod mikroskopem prawdopodobnie miały miejsce w latach czterdziestych XVII wieku przez angielskiego botanika Nehemiasza Grew , który opisał pyłek i pręcik i doszedł do wniosku, że pyłek jest niezbędny do rozmnażania płciowego roślin kwitnących.

opracowano zasady stratygrafii , Robert Kidston i P. Reinsch byli w stanie zbadać obecność skamieniałych zarodników w pokładach węgla dewonu i karbonu oraz dokonać porównań między żywymi zarodnikami a starożytnymi zarodniki kopalne. Wcześni badacze to Christian Gottfried Ehrenberg ( radiolary , okrzemki i cysty bruzdnic ), Gideon Mantell ( desmidy ) i Henry Hopley White (torbiele bruzdnic).

1890 do 1940

Ilościowa analiza pyłków rozpoczęła się wraz z opublikowaną pracą Lennarta von Posta . Chociaż publikował w języku szwedzkim, jego metodologia zyskała dzięki swoim wykładom szerokie grono słuchaczy. W szczególności jego Kristiania z 1916 r. Był ważny dla zdobycia szerszej publiczności. Ponieważ wczesne badania były publikowane w językach nordyckich ( języki skandynawskie ), dziedzina analizy pyłków ograniczała się do tych krajów. Izolacja zakończyła się wraz z opublikowaniem w Niemczech Gunnara Erdtmana . Metodologia analizy pyłkowej rozpowszechniła się na całym świecie Europie i Ameryce Północnej oraz zrewolucjonizował badania nad roślinnością czwartorzędu i zmianami klimatycznymi .

Do wcześniejszych badaczy pyłków należy Früh (1885), który wymienił wiele pospolitych typów pyłków drzew oraz znaczną liczbę zarodników i ziaren pyłku ziół . Istnieje badanie próbek pyłku pobrane z osadów szwedzkich jezior przez Tryboma (1888); pyłki sosny i świerka znaleziono w takiej obfitości, że uznał je za użyteczne jako „ skamieniałości przewodnie ”. Georg FL Sarauw badał kopalne pyłki ze środkowego plejstocenu ( kromerian ) z portu w Kopenhadze . Lagerheim (w Witte 1905) i CAWeber (w HA Weber 1918) wydają się być jednymi z pierwszych, którzy podjęli obliczenia „częstości procentowej”.

1940 do 1989

Termin palinologia został wprowadzony przez Hyde'a i Williamsa w 1944 r., po korespondencji ze szwedzkim geologiem Ernstem Antevsem , na łamach Pollen Analysis Circular (jednego z pierwszych czasopism poświęconych analizie pyłków, wydawanego przez Paula Searsa w Ameryce Północnej). Hyde i Williams wybrali palinologię na podstawie greckich słów paluno oznaczających „kropić” i blady oznaczających „kurz” (a więc podobnych do łacińskiego słowa pyłki ).

Analiza pyłków w Ameryce Północnej została przeprowadzona przez Phyllis Draper , studentkę MS pod kierunkiem Searsa na Uniwersytecie w Oklahomie. W czasie studiów opracowała pierwszy diagram pyłkowy z próbki, który przedstawiał procent kilku gatunków na różnych głębokościach w Curtis Bog. Było to wprowadzenie analizy pyłkowej w Ameryce Północnej; dzisiejsze diagramy pyłkowe nadal często mają ten sam format z głębokością na osi y i obfitością gatunków na osi x.

1990 do XXI wieku

Analiza pyłków posunęła się szybko w tym okresie dzięki postępowi w optyce i komputerach. Znaczna część nauki została poprawiona przez Johannesa Iversena i Knuta Fægri w ich podręczniku na ten temat.

Metody badania palynomorfów

Preparat chemiczny

Trawienie chemiczne składa się z kilku etapów. Początkowo jedyną obróbką chemiczną stosowaną przez naukowców była obróbka wodorotlenkiem potasu (KOH) w celu usunięcia substancji humusowych ; deflolokację osiągnięto poprzez obróbkę powierzchniową lub obróbkę ultradźwiękową, chociaż sonifikacja może spowodować pęknięcie eksiny pyłkowej. W 1924 r. zastosowanie kwasu fluorowodorowego (HF) do trawienia minerałów krzemianowych został wprowadzony przez Assarsona i Granlunda, znacznie skracając czas potrzebny do skanowania slajdów w poszukiwaniu palynomorfów. Badania palinologiczne z wykorzystaniem torfów stanowiły szczególne wyzwanie ze względu na obecność dobrze zachowanego materiału organicznego, w tym drobnych korzonków, listków mchów i ściółki organicznej. Było to ostatnie duże wyzwanie w chemicznym przygotowaniu materiałów do badań palinologicznych. Acetoliza została opracowana przez Gunnara Erdtmana i jego brata w celu usunięcia tych drobnych materiałów celulozowych poprzez ich rozpuszczenie. W acetolizie próbkę traktuje się bezwodnikiem octowym i kwasem siarkowym , rozpuszczając celulozowych , a tym samym zapewniając lepszą widoczność palynomorfów.

Niektóre etapy zabiegów chemicznych wymagają szczególnej ostrożności ze względów bezpieczeństwa, w szczególności stosowanie HF, która bardzo szybko dyfunduje przez skórę i powoduje ciężkie oparzenia chemiczne, które mogą być śmiertelne.

Inna obróbka obejmuje flotację nafty w przypadku materiałów chitynowych .

Analiza

Po przygotowaniu chemicznym próbki umieszcza się je na szkiełkach mikroskopowych za pomocą oleju silikonowego, glicerolu lub galaretki glicerolowej i bada pod mikroskopem świetlnym lub mocuje na pręciku do skaningowej mikroskopii elektronowej .

Naukowcy często badają współczesne próbki z wielu unikalnych miejsc na danym obszarze lub próbki z jednego miejsca z zapisem w czasie, takie jak próbki pobrane z torfu lub osadów jeziornych. W nowszych badaniach wykorzystano nowoczesną technikę analogową, w której paleo-próbki porównuje się z nowoczesnymi próbkami, dla których znana jest roślinność rodzicielska.

Kiedy preparaty są obserwowane pod mikroskopem, badacz liczy liczbę ziaren każdego taksonu pyłku. Ten zapis jest następnie używany do tworzenia diagramu pyłkowego . Dane te można wykorzystać do wykrywania antropogenicznych , takich jak pozyskiwanie drewna, tradycyjne wzorce użytkowania gruntów lub długoterminowe zmiany regionalnego klimatu

Aplikacje

Palinologię można zastosować do problemów w wielu dyscyplinach naukowych, w tym w geologii , botanice , paleontologii , archeologii , pedologii (badanie gleby) i geografii fizycznej :

Ponieważ rozmieszczenie acritarchów , chitinozoanów , cyst Dinoflagellate , pyłków i zarodników dostarcza dowodów na korelację stratygraficzną poprzez biostratygrafię i rekonstrukcję paleośrodowiska , jednym powszechnym i lukratywnym zastosowaniem palinologii jest poszukiwanie ropy i gazu .

Zobacz też

Źródła

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Palynology&oldid=1134698710 ”