Palynologie ist die wissenschaftliche Untersuchung von Pollen und Sporen

Palynologie ist die wissenschaftliche Untersuchung von Pollen und Sporen, diesen praktisch unzerstörbaren, mikroskopisch kleinen, aber leicht identifizierbaren Pflanzenteilen, die in archäologischen Stätten und angrenzenden Böden und Gewässern zu finden sind. Diese winzigen organischen Materialien werden am häufigsten verwendet, um vergangene Umweltklimata zu identifizieren (so genannte paläoökologische Rekonstruktion) und Klimaveränderungen über einen Zeitraum von Jahreszeiten bis zu Jahrtausenden zu verfolgen.

Moderne palynologische Studien umfassen häufig alle Mikrofossilien, die aus hochresistentem organischem Material namens Sporopollenin bestehen, das von Blütenpflanzen und anderen biogenen Organismen produziert wird. Einige Palynologen kombinieren die Studie auch mit Organismen, die in den gleichen Größenbereich fallen, wie Kieselalgen und Mikroforaminiferen. Die Palynologie konzentriert sich jedoch größtenteils auf den Pollenstaub, der in den blühenden Jahreszeiten unserer Welt in der Luft schwebt.

Wissenschaftsgeschichte

Das Wort Palynologie kommt vom griechischen Wort "Palunein", das Streuen oder Zerstreuen bedeutet, und vom lateinischen Wort "Pollen", das Mehl oder Staub bedeutet. Pollenkörner werden von Samenpflanzen (Spermatophyten) produziert; Sporen werden von kernlosen Pflanzen, Moosen, Knüppeln und Farnen produziert. Die Sporengrößen reichen von 5 bis 150 Mikrometer; Pollen reichen von unter 10 bis mehr als 200 Mikrometer.

Die Palynologie als Wissenschaft ist etwas über 100 Jahre alt und wurde von dem schwedischen Geologen Lennart von Post ins Leben gerufen, der 1916 auf einer Konferenz die ersten Pollendiagramme aus Torfvorkommen erstellte, um das Klima Westeuropas nach dem Rückgang der Gletscher zu rekonstruieren . Pollenkörner wurden erst erkannt, als Robert Hooke im 17. Jahrhundert das zusammengesetzte Mikroskop erfand.

Warum ist Pollen ein Maß für das Klima?

Die Palynologie ermöglicht es Wissenschaftlern, die Geschichte der Vegetation anhand der Zeit und der vergangenen Klimabedingungen zu rekonstruieren, da während der Blütezeit Pollen und Sporen der lokalen und regionalen Vegetation durch eine Umgebung geblasen und über der Landschaft abgelagert werden. Pollenkörner werden von Pflanzen in den meisten ökologischen Umgebungen in allen Breiten von den Polen bis zum Äquator erzeugt. Verschiedene Pflanzen haben unterschiedliche Blütezeiten, so dass sie an vielen Stellen während eines Großteils des Jahres abgelagert werden.

Pollen und Sporen sind in wässriger Umgebung gut konserviert und aufgrund ihrer Größe und Form in Familie, Gattung und in einigen Fällen auch auf Artenebene leicht zu identifizieren. Pollenkörner sind glatt, glänzend, netzartig und gestreift; Sie sind kugelförmig, abgeklärt und proletarisch. Sie kommen in Einzelkörnern, aber auch in Gruppen von zwei, drei, vier und mehr. Sie sind erstaunlich vielfältig, und im vergangenen Jahrhundert wurden eine Reihe von Schlüsseln für Pollenformen veröffentlicht, die eine faszinierende Lektüre ermöglichen.

Das erste Vorkommen von Sporen auf unserem Planeten ist auf Sedimentgestein zurückzuführen, das vor 460 bis 470 Millionen Jahren aus der Zeit des mittleren Ordoviziers stammt. und Samenpflanzen mit Pollen entwickelten während der Karbonperiode etwa 320-300 mya.

Wie es funktioniert

Pollen und Sporen lagern sich im Laufe des Jahres überall in der Umwelt ab, aber Palynologen sind am meisten daran interessiert, wenn sie in Gewässern enden - Seen, Flussmündungen, Sümpfen -, da Sedimentabläufe in Meeresumgebungen kontinuierlicher sind als in terrestrischen Rahmen. In terrestrischen Umgebungen sind Pollen- und Sporenablagerungen wahrscheinlich durch tierisches und menschliches Leben gestört, aber in Seen sind sie in dünnen Schichten auf dem Boden gefangen, meist ungestört von Pflanzen- und Tierleben.

Palynologen setzen Sedimentkernwerkzeuge in See-Ablagerungen ein und beobachten, identifizieren und zählen dann die Pollen im Boden, die in diesen Kernen mit einem optischen Mikroskop mit einer Vergrößerung von 400-1000x aufgewachsen sind. Die Forscher müssen mindestens 200-300 Pollenkörner pro Taxa identifizieren, um die Konzentration und den Prozentsatz bestimmter Taxa der Pflanze genau zu bestimmen. Nachdem sie alle Taxa von Pollen identifiziert haben, die diese Grenze erreichen, zeichnen sie die Prozentsätze der verschiedenen Taxa in einem Pollendiagramm auf. Dabei handelt es sich um eine visuelle Darstellung der Prozentsätze der Pflanzen in jeder Schicht eines bestimmten Sedimentkerns, der zuerst von Post verwendet wurde . Dieses Diagramm zeigt die zeitlichen Veränderungen des Polleneintrags.

Probleme

Bei der allerersten Präsentation von Pollendiagrammen durch Von Post fragte einer seiner Kollegen, ob er sicher sei, dass ein Teil des Pollens nicht aus fernen Wäldern stammt. Dieses Problem wird heute durch eine Reihe hochentwickelter Modelle gelöst. In höheren Lagen erzeugte Pollenkörner können vom Wind über größere Entfernungen getragen werden als solche von Pflanzen, die näher am Boden stehen. Infolgedessen haben Wissenschaftler das Potenzial einer Überrepräsentation von Arten wie Kiefern erkannt, basierend darauf, wie effizient die Pflanze bei der Verteilung ihrer Pollen ist.

Seit der Zeit von Post haben Wissenschaftler modelliert, wie sich Pollen von der Spitze des Waldhimmels aus verteilen, sich auf einer Seeoberfläche ablagern und sich dort vermischen, bevor sie sich endgültig als Sediment auf dem Seegrund ansammeln. Die Annahme ist, dass Pollen, die sich in einem See ansammeln, von Bäumen auf allen Seiten kommen und dass der Wind während der langen Saison der Pollenproduktion aus verschiedenen Richtungen weht. In der Nähe befindliche Bäume werden jedoch viel stärker durch Pollen repräsentiert als Bäume, die weiter entfernt sind, und zwar in bekannter Größe.

Darüber hinaus zeigt sich, dass unterschiedlich große Gewässer zu unterschiedlichen Diagrammen führen. Sehr große Seen werden von regionalen Pollen dominiert, und größere Seen sind nützlich für die Erfassung der regionalen Vegetation und des Klimas. Kleinere Seen werden jedoch von lokalen Pollen dominiert. Wenn Sie also zwei oder drei kleine Seen in einer Region haben, können diese unterschiedliche Pollendiagramme aufweisen, da sich ihr Mikroökosystem voneinander unterscheidet. Wissenschaftler können Studien von einer großen Anzahl kleiner Seen verwenden, um Einblicke in lokale Variationen zu erhalten. Darüber hinaus können kleinere Seen verwendet werden, um lokale Veränderungen zu überwachen, z. B. eine Zunahme von Ragweed-Pollen im Zusammenhang mit der euroamerikanischen Besiedlung und die Auswirkungen von Abfluss, Erosion, Verwitterung und Bodenentwicklung.

Archäologie und Palynologie

Pollen sind eine von mehreren Arten von Pflanzenresten, die aus archäologischen Stätten gewonnen wurden. Sie haften entweder an der Innenseite von Töpfen, an den Rändern von Steinwerkzeugen oder in archäologischen Objekten wie Lagergruben oder lebenden Böden.

Es wird angenommen, dass Pollen von einer archäologischen Stätte reflektieren, was die Menschen aßen oder wuchsen oder verwendeten, um ihre Häuser zu bauen oder ihre Tiere zu füttern, zusätzlich zum lokalen Klimawandel. Die Kombination von Pollen aus einer archäologischen Stätte und einem nahe gelegenen See bietet Tiefe und Reichtum der Rekonstruktion der paläo-ökologischen Lage. Forscher in beiden Bereichen profitieren von der Zusammenarbeit.