Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Пыльца сосны под микроскопом
Позднего силура спорангий подшипников trilete споры . Такие споры являются самым ранним свидетельством существования жизни на суше. [1] Зеленый : тетрада спор. Синий : спора с трилетом - Y-образным шрамом. Размер спор составляет около 30–35 мкм.

Палинология - это буквально «изучение пыли» (от греч . Παλύνω , транслит.  Palynō , «рассыпать, окропить» и -логия ) или «разбросанных частиц». Классический палинолог анализирует образцы твердых частиц, собранные из воздуха, воды или отложений, включая отложения любого возраста. Состояние и идентификация этих частиц, органических и неорганических, дают палинологу ключи к разгадке жизни, окружающей среды и энергетических условий, которые их породили.

Этот термин обычно используется для обозначения подмножества дисциплины, которое определяется как «исследование микроскопических объектов макромолекулярного органического состава (т.е. соединений углерода, водорода, азота и кислорода), не способных растворяться в соляной или фтористоводородной основе». кислоты ». Это наука, изучающая современные и ископаемые палиноморфы , в том числе пыльцу , споры , орбикулы , диноцисты , акритархи , хитинозойи и сколекодонты , а также твердые органические вещества (ПОМ) и кероген, обнаруженные в осадочных породах и отложениях.. Палинология не включает диатомовых , фораминифер или других организмов с кремнистым или известковым экзоскелетом .

Определение [ править ]

Палинология - это буквально «изучение пыли» (от греч . Παλύνω , транслит.  Palunō , «рассыпать, посыпать» [2] и -логия ) или «разбросанных частиц». Классический палинолог анализирует образцы твердых частиц, собранные из воздуха, воды или отложений, включая отложения любого возраста. Состояние и идентификация этих частиц, органических и неорганических, дают палинологу ключи к разгадке жизни, окружающей среды и энергетических условий, которые их породили.

Этот термин обычно используется для обозначения подгруппы дисциплины, которая была описана как «изучение микроскопических объектов макромолекулярного органического состава (т.е. соединений углерода, водорода, азота и кислорода), не способных растворяться в соляной или плавиковые кислоты ». [3]

Это наука, изучающая современные и ископаемые палиноморфы , включая пыльцу , споры , орбикулы , диноцисты , акритархи , хитинозоя и сколекодонты , а также твердые органические вещества (ПОМ) и кероген, обнаруженные в осадочных породах и отложениях . Палинология не включает диатомовых , фораминифер или других организмов с кремнистым или известковым экзоскелетом . [ необходима цитата]

Палинология как междисциплинарная наука стоит на пересечении наук о Земле ( геология или геология ) и биологической науки ( биология ), особенно науки о растениях ( ботаники ). Стратиграфическая палинология, раздел микропалеонтологии и палеоботаники , изучает ископаемых палиноморф от докембрия до голоцена .

Палиноморфы [ править ]

Палиноморфы в широком смысле определяются как микрофоссилии с органическими стенками размером от 5 до 500 микрометров . Их извлекают из осадочных пород и кернов отложений как физически, с помощью ультразвуковой обработки и мокрого просеивания , так и химически, путем химического разложения для удаления неорганической фракции. Палиноморфы могут состоять из органического материала, такого как хитин , псевдохитин и спорополленин . Палиноморфы, у которых есть описание таксономии, иногда называют палинотаксами.

Палиноморфы составляют геологическую летопись, важную для определения типа доисторической жизни , существовавшей в то время, когда образовалась осадочная формация. В результате эти микрофоссилии дают важные подсказки о преобладающих климатических условиях того времени. Их палеонтологическая полезность связана с обилием, исчисляемым миллионами клеток на грамм в морских органических отложениях, даже если такие отложения, как правило, не содержат окаменелостей . Однако палиноморфы, как правило, были разрушены в метаморфических или перекристаллизованных породах.

Как правило, палиноморфы являются цисты динофлагеллятов , акритархи , споры , пыльца , грибки , scolecodonts (фибриллярные белки зубы, челюсти и связанные с ними особенности многощетинковых кольчатых червей), членистоногих органов (например, насекомых ротовые), chitinozoans и microforams . Палиноморфные микроскопические структуры, которых много в большинстве отложений, устойчивы к обычной экстракции пыльцы, включая сильные кислоты и основания, а также ацетолизу или разделению по плотности.

Палинофации [ править ]

A palynofacies полный сборка органического вещества и палиноморф в ископаемом месторождения. Этот термин был введен французским геологом Андре Combaz в 1964 году Palynofacies исследования часто связаны с исследованиями органической геохимии из осадочных пород . Изучение палинофаций осадочной среды осадконакопления может быть использовано для изучения палеосреды осадконакопления осадочных пород в геологоразведочной геологии, часто в сочетании с палинологическим анализом и отражательной способностью витринита . [4] [5] [6]

Палинофацию можно использовать двумя способами:

  • Органические палинофации рассматривают все нерастворимые в кислотах твердые органические вещества (ПОМ), включая кероген и палиноморфы в отложениях и палинологических препаратах осадочных пород. Просеянные или непросеянные препараты можно исследовать с использованием насадок на предметных стеклах микроскопа, которые можно исследовать с помощью биологического микроскопа в проходящем свете или ультрафиолетового (УФ) флуоресцентного микроскопа. Учитываются количество, состав и сохранность различных компонентов, а также термическое изменение органического вещества.
  • Palynomorph palynofacies рассматривает количество, состав и разнообразие палиноморф в просеянной палинологической подготовке отложений или палинологической подготовке осадочных пород . Отношение морского ископаемого фитопланктона ( акритархи и цисты динофлагеллат ) вместе с хитинозоями к наземным палиноморфам ( пыльце и спорам ) можно использовать для получения индекса наземного поступления в морские отложения.

История [ править ]

Отбор керна пыльцы , Форт-Брэгг, Северная Каролина

Ранняя история [ править ]

Самые ранние данные наблюдений пыльцы под микроскопом, вероятно, был в 1640 - х годах на английском языке ботаник Неемия Грю , [7] , который описал пыльцу и тычинки, и пришел к выводу , что пыльца требуется для полового размножения у цветковых растений.

К концу 1870-х годов, по мере совершенствования оптических микроскопов и разработки принципов стратиграфии , Роберт Кидстон и П. Райнш смогли изучить присутствие ископаемых спор в угольных пластах девона и карбона и провести сравнения между живыми спорами и древними спорами. ископаемые споры. [8] Среди первых исследователей были Кристиан Готфрид Эренберг ( радиолярии , диатомовые водоросли и цисты динофлагеллят ), Гидеон Мантелл ( десмиды ) и Генри Хопли Уайт (цисты динофлагеллят).

С 1890-х по 1940-е годы [ править ]

Количественный анализ пыльцы начался с опубликованной работы Леннарта фон Поста . [9] Хотя он публиковался на шведском языке, его методология получила широкую аудиторию благодаря его лекциям. В частности, его лекция о Кристиании в 1916 году была важна для привлечения более широкой аудитории. [10] Поскольку первые исследования были опубликованы на скандинавских языках ( скандинавских языках ), область анализа пыльцы была ограничена этими странами. [11] Изоляция закончилась публикацией в Германии диссертации 1921 года Гуннара Эрдтмана . Методология анализа пыльцы получила распространение в Европе и Северной Америке.и произвел революцию в исследованиях четвертичной растительности и изменения климата . [10] [12]

Ранние исследователи пыльцы включают Früh (1885), [13], который перечислил многие распространенные типы пыльцы деревьев, а также значительное количество спор и пыльцевых зерен трав . Трибом (1888 г.) исследовал образцы пыльцы, взятые из отложений шведских озер; [14] Пыльца сосны и ели была обнаружена в таком изобилии, что он считал их пригодными для использования в качестве « индексных окаменелостей ». Георг Ф. Л. Сараув изучал ископаемую пыльцу среднего плейстоцена ( кромериан ) из гавани Копенгагена . [15] Лагергейм (у Витте, 1905 г.) и К. А. Вебер (у Г. А. Вебера, 1918 г.), по-видимому, одними из первых предприняли вычисления «процентной частоты».

1940-е по 1989 г. [ править ]

Термин палинология был введен Хайдом и Уильямсом в 1944 году после переписки со шведским геологом Эрнстом Антевсом на страницах Циркуляра по анализу пыльцы (одного из первых журналов, посвященных анализу пыльцы, выпускаемого Полом Сирсом в Северной Америке). Хайд и Уильямс выбрали палинологию на основе греческих слов paluno, означающих «окроплять», и бледных, означающих «пыль» (и, таким образом, сходных с латинским словом « пыльца» ). [16]

Анализ пыльцы в Северной Америке был проведен Филлис Дрейпер , студенткой магистратуры Сирса в Университете Оклахомы. Во время учебы она разработала первую диаграмму пыльцы из образца, на котором было показано процентное содержание нескольких видов на разных глубинах в Кертис-Боге. Это было введение анализа пыльцы в Северной Америке; [17] диаграммы пыльцы сегодня все еще часто остаются в том же формате с глубиной по оси y и численностью видов по оси x.

С 1990-х по 21-й век [ править ]

В этот период анализ пыльцы быстро продвинулся благодаря достижениям в оптике и компьютерах. Большая часть науки была пересмотрена Йоханнесом Иверсеном и Кнутом Фэгри в их учебниках по этому предмету. [18]

Методы изучения палиноморфов [ править ]

Химическая подготовка [ править ]

Химическое пищеварение проходит в несколько этапов. [19] Первоначально единственной химической обработкой, используемой исследователями, была обработка гидроксидом калия (КОН) для удаления гуминовых веществ; дефлокуляция была достигнута посредством обработки поверхности или ультразвуковой обработки, хотя обработка ультразвуком может вызвать разрыв экзины пыльцы. [11] В 1924 году Ассарсон и Гранлунд представили использование фтористоводородной кислоты (HF) для разложения силикатных минералов , что значительно сократило время, необходимое для сканирования слайдов на предмет палиноморф. [20]Палинологические исследования с использованием торфа представляли особую проблему из-за наличия хорошо сохранившегося органического материала, включая мелкие корешки, листочки мха и органическую подстилку. Это была последняя серьезная проблема в химической подготовке материалов для палинологического исследования. Ацетолиз был разработан Гуннаром Эрдтманом и его братом для удаления этих прекрасных целлюлозных материалов путем их растворения. [21] При ацетолизе образец обрабатывают уксусным ангидридом и серной кислотой , растворяя целлюлистические материалы и тем самым обеспечивая лучшую видимость для палиноморфов.

Некоторые этапы химической обработки требуют особой осторожности из соображений безопасности, в частности, использование HF, который очень быстро распространяется через кожу и вызывает серьезные химические ожоги и может быть смертельным. [22]

Другая обработка включает флотацию керосина для хитиновых материалов.

Анализ [ править ]

После химической подготовки образцы помещают на предметные стекла микроскопа с использованием силиконового масла, глицерина или глицеринового желе и исследуют с помощью световой микроскопии или устанавливают на стержень для сканирующей электронной микроскопии .

Исследователи часто изучают либо современные образцы из ряда уникальных участков в пределах данной области, либо образцы из одного участка с записью во времени, такие как образцы, полученные из торфа или озерных отложений. В более поздних исследованиях использовалась современная аналоговая техника, в которой палео-образцы сравниваются с современными образцами, по которым известна родительская растительность. [23]

Когда слайды исследуются под микроскопом, исследователь подсчитывает количество зерен каждого таксона пыльцы. Затем эта запись используется для построения диаграммы пыльцы . Эти данные могут быть использованы для обнаружения антропогенных воздействий, таких как лесозаготовки [24], традиционные модели землепользования [25] или долгосрочные изменения регионального климата [26].

Приложения [ править ]

Палинология может применяться к проблемам во многих научных дисциплинах, включая геологию , ботанику , палеонтологию , археологию , почвоведение (почвоведение) и физическую географию :

  • Биостратиграфия и геохронология . Геологи используют палинологические исследования в биостратиграфии для корреляции слоев и определения относительного возраста данного пласта, горизонта, формации или стратиграфической последовательности.

Поскольку распространение акритархов , хитинозойных особей , цист динофлагеллат , пыльцы и спор свидетельствует о стратиграфической корреляции посредством биостратиграфии и реконструкции палеоокружающей среды , одним из распространенных и прибыльных приложений палинологии является разведка нефти и газа .

  • Палеоэкология и изменение климата . Палинологию можно использовать для реконструкции прошлой растительности (наземные растения), морских и пресноводных сообществ фитопланктона и, таким образом, вывести прошлые экологические ( палеоэкологические ) и палеоклиматические условия в районе тысячи или миллионы лет назад, что является фундаментальной частью исследований изменения климата.
  • Исследования органических палинофаций , которые исследуют сохранность твердых частиц органического вещества и палиноморф, предоставляют информацию о среде осадконакопления отложений и палеосреде осадконакопления осадочных пород .
  • Геотермальные исследования переделки изучить цвет палиноморфа , извлеченный из горных пород , чтобы дать термическое изменение и созревание из осадочных последовательностей, который обеспечивает оценку максимальных palaeotemperatures .
  • Лимнологические исследования. Пресноводные палиноморфы и фрагменты животных и растений, в том числе празинофиты и десмиды ( зеленые водоросли ), могут быть использованы для изучения прошлых уровней озера и долгосрочного изменения климата .
  • Таксономия и эволюционные исследования . Использование морфологических признаков пыльцы в качестве источника таксономических данных для разделения видов растений на одно и то же семейство или род. Апертурный статус пыльцы часто используется для дифференциальной сортировки или обнаружения сходства между видами одного и того же таксона. Это также называется палинотаксономией.
  • Судебная палинология : исследование пыльцы и других палиноморф на предмет улик на месте преступления.
  • Исследования аллергии . Исследования географического распределения и сезонного производства пыльцы могут помочь людям, страдающим аллергией, например, сенной лихорадкой .
  • Мелиссопалинология : исследование пыльцы и спор, обнаруженных в меде.
  • Археологическая палинология изучает использование растений человеком в прошлом. Это может помочь определить сезонность заселения участка, наличие или отсутствие сельскохозяйственных методов или продуктов, а также «зоны деятельности, связанные с растениями» в археологическом контексте. Bonfire Shelter - один из примеров этого приложения.

См. Также [ править ]

  • Диафрагма (ботаника)

Ссылки [ править ]

  1. ^ Грей, J .; Chaloner, WG; Вестолл, Т.С. (1985). «Летопись микрофоссилий ранних наземных растений: достижения в понимании ранней земной жизни, 1970–1984» . Философские труды Королевского общества B . 309 (1138): 167–195. Bibcode : 1985RSPTB.309..167G . DOI : 10.1098 / rstb.1985.0077 . JSTOR  2396358 .
  2. ^ παλύνω , Генри Джордж Лидделл, Роберт Скотт, Греко-английский лексикон , о Персее
  3. ^ Sarjeant, Уильям С. (2002). « „ Как трубочисты, приходят в пыли“: истории палинологии к 1970». В Олдройде, Дэвид Роджер (ред.). Земля внутри и снаружи: некоторые основные вклады в геологию в двадцатом веке . Специальные публикации, Геологическое общество Лондона (отредактированная ред.). Лондон: Геологическое общество Лондона. п. 273. ISBN. 9781862390966. Проверено 6 Апрель 2019 . [...] расширение для включения микрофоссилий со стенками из CaCO 3 или SiO 2 оказалось неприемлемым; разумное современное определение может быть следующим: «Палинология - это изучение микроскопических объектов макромолекулярного органического состава (то есть соединений углерода, водорода, азота и кислорода), не способных растворяться в соляной или плавиковой кислотах».
  4. ^ Фонсека, Каролина; Мендонса Филью, Жоао Грасиано; Лезин, Карин; де Оливейра, Антониу Донизети; Дуарте, Луис В. (декабрь 2019 г.). «Отложение органического вещества и палеоэкологические последствия на границе сеномана и турона в субальпийском бассейне (юго-восток Франции): местные и глобальные меры контроля». Международный журнал угольной геологии . 218 : 103364. DOI : 10.1016 / j.coal.2019.103364 .
  5. ^ Фонсека, Каролина; Мендонса Филью, Жоао Грасиано; Лезин, Карин; Дуарте, Луис В .; Форе, Филипп (апрель 2018 г.). «Изменчивость органических фаций во время записи аноксического явления в Тоарском океане в бассейнах Гранд-Каусс и Керси (юг Франции)». Международный журнал угольной геологии . 190 : 218–235. DOI : 10.1016 / j.coal.2017.10.006 .
  6. ^ Фонсека, Каролина; Оливейра Мендонса, Жоалис; Мендонса Филью, Жоао Грасиано; Лезин, Карин; Дуарте, Луис В. (март 2018 г.). «Изучение оценки термической зрелости отложений позднего плинсбаха-начала тоара, богатых органическими веществами на юге Франции: бассейны Гранд-Кос, Керси и Пиреней». Морская и нефтяная геология . 91 : 338–349. DOI : 10.1016 / j.marpetgeo.2018.01.017 .
  7. ^ Брэдбери, С. (1967). Эволюция микроскопа . Нью-Йорк: Pergamon Press. С. 375 с.
  8. ^ Jansonius, J .; DC МакГрегор (1996). «Введение, палинология: принципы и приложения» . Фонд AASP . 1 : 1–10. Архивировано из оригинала на 2007-07-09.
  9. ^ Траверс, Альфред и Салливан, Герберт Дж. «Предпосылки, происхождение и ранняя история Американской ассоциации стратиграфических палинологов» Palynology 7: 7-18 (1983)
  10. ^ a b Фэгри, Кнут ; Johs. Иверсен (1964). Учебник по пыльцевому анализу . Оксфорд: Научные публикации Блэквелла . Архивировано из оригинала на 2010-04-03.
  11. ^ a b Фаэгри, Кнут (1973). "Памяти О. Гуннара Эрдтмана". Пыльца и споры . 15 : 5–12.
  12. ^ фон Пост, L (1918) "Skogsträdpollen i sydsvenska torvmosslagerföljder", Forhandlinger ved de Skandinaviske naturforskeres 16. møte i Kristiania 1916: p. 433
  13. ^ Früh, J (1885) "Kritische Beiträge zur Kenntnis des Torfes", Jahrb.kkGeol.Reichsanstalt 35
  14. ^ Trybom, F (1888) "Bottenprof fran svenska insjöar", Geol.Foren.Forhandl.10
  15. ^ Sarauw, GFL (1897). "Cromer-skovlaget i Frihavnen og trælevningerne i de ravførende sandlag ved København" [Слой Кромерского леса в Свободной гавани и остатки древесины в янтарных слоях около Копенгагена] (PDF) . Meddelelser Fra Dansk Geologisk Forening / Бюллетень геологического общества Дании (на датском языке). 1 (4): 17–44.
  16. ^ Хайд, HA; Д.А. Вильямс (1944). «Правильное слово» . Циркуляр по анализу пыльцы . 8 : 6. Архивировано из оригинала на 2007-06-18.
  17. ^ Дрейпер, Филлис. «ДЕМОНСТРАЦИЯ МЕТОДИКИ АНАЛИЗА ПЫЛЬЦЫ» . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  18. ^ Fægri, К. & Айверсен, J. (1989) Учебник анализа пыльцы . 4-е изд. Джон Вили и сыновья, Чичестер. 328 с.
  19. ^ Беннетт, KD; Уиллис, KJ (2001). "Пыльца". In Smol, John P .; Биркс, Х. Джон Б.; Наконец, Уильям М. (ред.). Отслеживание изменений окружающей среды с использованием озерных отложений. Том 3: Наземные, водорослевые и кремнистые индикаторы . Дордрехт: Kluwer Academic Publishers. С. 5–32.
  20. ^ Ассарсон, Г. оч E .; Гранлунд, Э. (1924). «Методика анализа пыльцы minerogena jordarter». Geologiska Föreningen i Stockholm Förhandlingar . 46 (1–2): 76–82. DOI : 10.1080 / 11035892409444879 .
  21. ^ Erdtman, OGE "Uber die Verwendung von Essigsaureanhydrid bei Pollenuntersuchungen". Свен. Бот. Tidskr . 28 : 354–358.
  22. ^ «Смертельные случаи с плавиковой кислотой в Перте - предупреждение об опасности» . 1995-03-06 . Проверено 18 декабря 2011 .
  23. ^ Overpeck, JT; Т. Уэбб; IC Prentice (1985). «Количественная интерпретация спектров ископаемой пыльцы: коэффициенты несходства и метод современных аналогов». Четвертичное исследование . 23 (1): 87–108. Bibcode : 1985QuRes..23 ... 87O . DOI : 10.1016 / 0033-5894 (85) 90074-2 .
  24. ^ Никлассон, Матс; Мэттс Линдблад; Лейф Бьёркман (2002). «Многолетний отчет об упадке Quercus , вырубках и пожарах в южно-шведском лесу Fagus-Picea ». Журнал науки о растительности . 13 (6): 765–774. DOI : 10,1658 / 1100-9233 (2002) 013 [0765: ALROQD] 2.0.CO; 2 .
  25. ^ Hebda, RJ; Р. У. Мэтьюз (1984). «Голоценовая история кедра и коренных культур Тихоокеанского побережья Северной Америки». Наука . 225 (4663): 711–713. Bibcode : 1984Sci ... 225..711H . DOI : 10.1126 / science.225.4663.711 . PMID 17810290 . S2CID 39998080 .  
  26. ^ Heusser, Calvin J .; LE Heusser; Д.М. Питит (1985). «Позднечетвертичное изменение климата на американском побережье северной части Тихого океана». Природа . 315 (6019): 485–487. Bibcode : 1985Natur.315..485H . DOI : 10.1038 / 315485a0 . S2CID 4345551 . 

Источники [ править ]

  • Мур, П.Д. и др. (1991), Анализ пыльцы (второе издание). Научные публикации Блэквелла. ISBN 0-632-02176-4 
  • Траверс, А. (1988), Палеопалинология . Анвин Хайман. ISBN 0-04-561001-0 
  • Робертс, Н. (1998), Голоцен и экологическая история , Blackwell Publishing. ISBN 0-631-18638-7 

Внешние ссылки [ править ]

  • Международная федерация палинологических обществ
  • Лаборатория палинологии, Французский институт Пондичерри, Индия
  • Отделение палинологии, Сады Кью, Великобритания
  • PalDat, палинологическая база данных, размещенная в Венском университете, Австрия
  • Микропалеонтологическое общество
  • Американская ассоциация стратиграфических палинологов (AASP)
  • Международная комиссия палеозойской микрофлоры (CIMP) , международная комиссия по палеозойской палинологии.
  • Центр палинологии, Университет Шеффилда, Великобритания
  • Группа специалистов по палинологии Линнейского общества (LSPSG)
  • Канадская ассоциация палинологов
  • Литература по идентификации пыльцы и спор
  • Palynologische Kring, Нидерланды и Бельгия
  • Американская ассоциация стратиграфических палинологов (AASP)
  • Palynofacies , каталог аннотированных ссылок.
  • Акоста и др ., 2018. Изменение климата и заселение Неотропов во время перехода от плейстоцена к голоцену. Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana. http://boletinsgm.igeolcu.unam.mx/bsgm/index.php/component/content/article/368-sitio/articulos/cuarta-epoca/7001/1857-7001-1-Acosta