Палинология
Из Википедии, свободной энциклопедии
  (Перенаправлено с Палиноморфы )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Пыльца сосны под микроскопом
Позднесилурийский спорангий , несущий трилетные споры . Такие споры являются самыми ранними свидетельствами жизни на суше. [1] Зеленый : тетрада спор. Синий : спора с тройным знаком - Y-образным шрамом. Споры имеют размер около 30–35 мкм в поперечнике.

Палинология буквально «изучение пыли» (от греческого : παλύνω , транслит.  palyno , «рассыпать, посыпать» и -логия ) или «разбросанных частиц». Классический палинолог анализирует образцы твердых частиц , собранные из воздуха, воды или из отложений, включая отложения любого возраста. Состояние и идентификация этих частиц, органических и неорганических, дают палинологу ключ к разгадке жизни, окружающей среды и энергетических условий, которые их произвели.

Термин обычно используется для обозначения подгруппы дисциплины, которая определяется как «изучение микроскопических объектов высокомолекулярных органических соединений (т. е. соединений углерода, водорода, азота и кислорода), не способных растворяться в соляной или фтористоводородной среде». кислоты». Это наука, изучающая современные и ископаемые палиноморфы (палеопалинология), включая пыльцу , споры , орбиты , диноцисты , акритархи , хитинозои и сколекодоны , а также твердые органические вещества (POM) и кероген , обнаруженные в осадочных породах иотложения . Палинология не включает диатомеи , фораминиферы или другие организмы с кремнистым или известковым экзоскелетом .

Определение

Палинология буквально «изучение пыли» (от греческого : παλύνω , транслит.  palunō , «рассыпать, посыпать» [2] и -logy ) или «разбросанных частиц». Классический палинолог анализирует образцы твердых частиц , собранные из воздуха, воды или из отложений, включая отложения любого возраста. Состояние и идентификация этих частиц, органических и неорганических, дают палинологу ключ к разгадке жизни, окружающей среды и энергетических условий, которые их произвели.

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 , орбиты , диноцисты , акритархи , хитинозои и сколекодонты , а также твердые органические вещества (POM) и кероген , обнаруженные в осадочных породах и отложениях .

Палинология как междисциплинарная наука стоит на стыке наук о Земле ( геология или геологическая наука) и биологических наук ( биология ), в частности науки о растениях ( ботаника ). Стратиграфическая палинология — раздел микропалеонтологии и палеоботаники , изучает ископаемые палиноморфы от докембрия до голоцена .

Палиноморфы

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, путем ультразвуковой обработки и мокрого просеивания , так и химически, путем химического выщелачивания для удаления неорганической фракции. Палиноморфы могут состоять из органического материала, такого как хитин , псевдохитин и спорополленин . Палиноморфы, имеющие таксономическое описание, иногда называют палинотаксонами.

Палиноморфы образуют геологическую летопись, важную для определения типа доисторической жизни , существовавшей во время образования осадочных пород. В результате эти микрофоссилии дают важные сведения о преобладающих климатических условиях того времени. Их палеонтологическая полезность проистекает из изобилия, исчисляемого миллионами клеток на грамм в органических морских отложениях, даже если такие отложения, как правило, не содержат ископаемых . Однако палиноморфы обычно разрушаются в метаморфических или перекристаллизованных породах.

Как правило, палиноморфы представляют собой динофлагеллятные цисты , акритархи , споры , пыльцу , грибы , склекодонты (склеропротеиновые зубы, челюсти и связанные с ними особенности многощетинковых кольчатых червей), органы членистоногих (например, ротовой аппарат насекомых ), хитинозои и микрофорамы . Микроскопические структуры палиноморфов, которых много в большинстве отложений, устойчивы к обычной экстракции пыльцы, включая сильные кислоты и основания, а также к ацетолизу или разделению по плотности.

палинофации

Палинофация — это совокупность органического вещества и палиноморфов в отложениях окаменелостей. Термин был введен французским геологом Андре Комба в 1964 году. Исследования палинофаций часто связаны с исследованиями органической геохимии осадочных пород . Изучение палинофаций среды осадконакопления можно использовать для изучения палеосреды осадконакопления осадочных пород в разведочной геологии, часто в сочетании с палинологическим анализом и отражательной способностью витринита . [4] [5] [6]

Палинофации можно использовать двумя способами:

  • Органическими палинофациями считаются все нерастворимые в кислоте взвешенные органические вещества (ВОВ), включая кероген и палиноморфы в отложениях и палинологических препаратах осадочных пород. Просеянные или непросеянные препараты могут быть исследованы с использованием посевных препаратов на предметных стеклах микроскопа, которые могут быть исследованы с использованием биологического микроскопа в проходящем свете или ультрафиолетового (УФ) флуоресцентного микроскопа. Учитывается обилие, состав и сохранность различных компонентов, а также термическое изменение органического вещества.
  • Палиноморфные палинофации рассматривают обилие, состав и разнообразие палиноморф в просеянном палинологическом препарате отложений или палинологическом препарате осадочных пород . Соотношение морского ископаемого фитопланктона ( акритархи и цисты динофлагеллят ) вместе с хитинозоями и наземными палиноморфами ( пыльца и споры ) можно использовать для получения индекса наземного поступления в морские отложения.

История

Образец керна пыльцы , Форт-Брэгг, Северная Каролина

История ранних веков

Самые ранние сообщения о наблюдениях пыльцы под микроскопом, вероятно, были в 1640-х годах английским ботаником Неемией Грю [7] , который описал пыльцу и тычинки и пришел к выводу, что пыльца необходима для полового размножения цветковых растений.

К концу 1870-х годов, по мере совершенствования оптических микроскопов и разработки принципов стратиграфии , Роберт Кидстон и П. Рейнш смогли изучить присутствие ископаемых спор в девонских и каменноугольных угольных пластах и ​​провести сравнение между живыми спорами и древними спорами. ископаемые споры. [8] Первыми исследователями 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

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 в Кристиании 1916 года сыграла важную роль в привлечении более широкой аудитории. [10] Поскольку ранние исследования были опубликованы на скандинавских языках ( скандинавских языках ), область анализа пыльцы была ограничена этими странами. [11] Изоляция закончилась публикацией в Германии диссертации Гуннара Эрдтмана в 1921 году. Методология пыльцевого анализа получила широкое распространение в Европе и Северной Америке .и произвел революцию в исследованиях четвертичной растительности и изменения климата . [10] [12]

Более ранние исследователи пыльцы включают Früh (1885) [13] , который перечислил многие распространенные типы пыльцы деревьев, а также значительное количество спор и пыльцевых зерен трав . Имеется исследование проб пыльцы, взятых из отложений шведских озер, Трюбомом (1888); [14] Пыльца сосны и ели была обнаружена в таком изобилии, что он считал их пригодными для использования в качестве « индикаторных окаменелостей ». Георг Ф.Л. Сарау изучал ископаемую пыльцу среднего плейстоценового возраста ( кромер ) из гавани Копенгагена . [15] Лагергейм (в Witte, 1905) и К. А. Вебер (в H. A. Weber, 1918), по-видимому, одними из первых предприняли расчеты «процентной частоты».

с 1940-х по 1989 год

Термин палинология был введен Хайдом и Уильямсом в 1944 году после переписки со шведским геологом Эрнстом Антевсом на страницах Pollen Analysis Circular (один из первых журналов, посвященных анализу пыльцы, выпускаемый Полом Сирсом в Северной Америке). Хайд и Уильямс выбрали палинологию на основе греческих слов « палуно », означающих «рассыпать», и « бледный », означающих «пыль» (и, таким образом, похожих на латинское слово « пыльца » ). [16]

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

1990-е годы до 21 века

Анализ пыльцы в этот период быстро развивался благодаря достижениям в оптике и компьютерах. Большая часть науки была пересмотрена Йоханнесом Иверсеном и Кнутом Фегри в их учебнике по этому предмету. [18]

Методы изучения палиноморф

Химическая подготовка

Химическое пищеварение проходит в несколько этапов. [19] Первоначально единственной химической обработкой, используемой исследователями, была обработка гидроксидом калия (KOH) для удаления гуминовых веществ; дефлокуляция была достигнута путем обработки поверхности или обработки ультразвуком, хотя обработка ультразвуком может привести к разрыву экзины пыльцы. [11] В 1924 году Ассарсон и Гранлунд представили использование плавиковой кислоты (HF) для переваривания силикатных минералов , что значительно сократило время, необходимое для сканирования слайдов на наличие палиноморфов. [20]Палинологические исследования с использованием торфа представляли особую сложность из-за наличия хорошо сохранившегося органического материала, в том числе мелких корешков, листочков мха и органической подстилки. Это была последняя крупная задача химической подготовки материалов для палинологических исследований. Ацетолиз был разработан Гуннаром Эрдтманом и его братом для удаления этих тонких целлюлозных материалов путем их растворения. [21] При ацетолизе образец обрабатывают уксусным ангидридом и серной кислотой , растворяя целлюлозные материалы и тем самым улучшая видимость палиноморфов.

Некоторые этапы химической обработки требуют особой осторожности из соображений безопасности, в частности, использование HF, который очень быстро диффундирует через кожу и вызывает тяжелые химические ожоги и может привести к летальному исходу. [22]

Другая обработка включает керосиновую флотацию для хитиновых материалов.

Анализ

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

Исследователи часто изучают либо современные образцы из ряда уникальных мест в данной области, либо образцы из одного места с записью во времени, например образцы, полученные из торфа или озерных отложений. В более поздних исследованиях использовался современный аналоговый метод, в котором палеообразцы сравниваются с современными образцами, для которых известна исходная растительность. [23]

Когда препараты рассматривают под микроскопом, исследователь подсчитывает количество зерен каждого таксона пыльцы. Затем эта запись используется для создания 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

Палинология может быть применена 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 пластов и определения относительного возраста данного пласта, горизонта, формации или стратиграфической последовательности.

Поскольку распространение акритарх , хитинозоев , цист динофлагеллят , пыльцы и спор свидетельствует о стратиграфической корреляции с помощью биостратиграфии и реконструкции палеоокружающей среды , одним из распространенных и прибыльных применений палинологии является разведка нефти и газа .

  • Палеоэкология и изменение климата . Палинологию можно использовать для реконструкции прошлой растительности (наземных растений), а также сообществ морского и пресноводного фитопланктона и, таким образом, для вывода о прошлых экологических ( палеоэкологических ) и палеоклиматических условиях в районе тысячи или миллионы лет назад, что является фундаментальной частью исследования изменения климата.
  • Исследования органических палинофаций , которые изучают сохранность твердых частиц органического вещества и палиноморфов , предоставляют информацию об условиях осадконакопления отложений и палеосредах отложения осадочных пород .
  • Исследования геотермальных изменений изучают цвет палиноморф, извлеченных из горных пород, чтобы дать представление о термических изменениях и созревании осадочных толщ , что позволяет оценить максимальные палеотемпературы .
  • Лимнологические исследования. Пресноводные палиноморфы и фрагменты животных и растений, включая празинофиты и десмиды ( зеленые водоросли ), можно использовать для изучения прошлых уровней озер и долгосрочных изменений климата .
  • Таксономия и эволюционные исследования . Использование морфологических признаков пыльцы в качестве источника таксономических данных для разграничения видов растений одного семейства или рода. Статус апертуры пыльцы часто используется для дифференциальной сортировки или поиска сходства между видами одного и того же таксона. Это также называется палинотаксономией.
  • Судебная палинология : изучение пыльцы и других палиноморфов для улик на месте преступления.
  • Исследования аллергии . Изучение географического распределения и сезонного образования пыльцы может помочь людям, страдающим аллергией, например сенной лихорадкой .
  • Мелиссопалинология : изучение пыльцы и спор, обнаруженных в меде.
  • Археологическая палинология исследует использование человеком растений 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 является одним из таких примеров этого приложения.

Смотрите также

  • Диафрагма (ботаника)
  • Аэропланктон

использованная литература

  1. ^ Грей, Дж.; Чалонер, В.Г.; Уэстолл, Т.С. (1985). «Летопись микрофоссилий ранних наземных растений: достижения в понимании ранней террестриализации, 1970–1984» . Философские труды Королевского общества B . 309 (1138): 167–195. Бибкод : 1985RSPTB.309..167G . doi : 10.1098/rstb.1985.0077 . JSTOR  2396358 .
  2. ^ παλύνω , Генри Джордж Лидделл, Роберт Скотт, Греко-английский лексикон , о Персее
  3. ^ Сарджант, Уильям А.С. (2002). « Как трубочисты, в пыль»: история палинологии до 1970-х годов . В Олдройде, Дэвид Роджер (ред.). Земля внутри и снаружи: некоторые важные вклады в геологию в двадцатом веке . Специальные публикации Лондонского геологического общества (отредактированная ред.). Лондон: Лондонское геологическое общество. п. 273. ИСБН 9781862390966. Проверено 6 апреля 2019 г. . [...] расширение для включения микрофоссилий со стенками из CaCO 3 или SiO 2 оказалось неприемлемым; разумным современным определением могло бы быть следующее: «Палинология есть изучение микроскопических объектов высокомолекулярного органического состава (т. е. 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 сеноманско-туронской границе Субальпийского бассейна (юго-восток Франции): локальный и глобальный контроль» . 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 тоарского океанического бескислородного события в бассейнах Гран-Косс и Керси (юг Франции)». Международный журнал угольной геологии . 190 : 218–235. doi : 10.1016/j.coal.2017.10.006 .
  6. ^ Фонсека, Каролина; Оливейра Мендонса, Жоаличе; Мендонса Филью, Жоао Грасиано; Лезин, Карин; Дуарте, Луис В. (март 2018 г.). «Исследование по оценке термической зрелости богатых органическими веществами отложений позднего плинсбаха - раннего тоара на юге Франции: бассейны Гран-Косс, Керси и Пиренеи». Морская и нефтяная геология . 91 : 338–349. doi : 10.1016/j.marpetgeo.2018.01.017 .
  7. ^ Брэдбери, С. (1967). Эволюция микроскопа . Нью-Йорк: Пергамон Пресс. стр. 375 стр.
  8. ^ Янсониус, Дж .; Округ Колумбия МакГрегор (1996). «Введение, палинология: принципы и приложения» . Фонд ААСП . 1 : 1–10. Архивировано из оригинала 09 июля 2007 г.
  9. ↑ Траверс, Альфред и Салливан, Герберт Дж. «Предыстория, происхождение и ранняя история Американской ассоциации стратиграфов-палинологов» Палинология 7: 7-18 (1983)
  10. ^ a b Фегри, Кнут ; Джонс. Иверсен (1964). Учебник пыльцевого анализа . Оксфорд: Научные публикации Блэквелла . Архивировано из оригинала 03 апреля 2010 г.
  11. ^ a b Faegri, Кнут (1973). «Памяти О. Гуннара Э. 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. ^ Фрю, Дж. (1885) "Kritische Beiträge zur Kenntnis des Torfes", Jahrb.kkGeol.Reichsanstalt 35
  14. ^ Трибом, Ф (1888) "Bottenprof fran svenska insjöar", Geol.Foren.Forhandl.10
  15. ^ Сараув, GFL (1897). «Cromer-skovlaget i Frihavnen og trælevningerne i de ravførende sandlag ved København» [Слой леса Кромера в Фри-Харборе и остатки древесины в слоях, содержащих янтарь, недалеко от Копенгагена] (PDF) . Meddelelser Fra Dansk Geologisk Forening / Бюллетень Геологического общества Дании (на датском языке). 1 (4): 17–44.
  16. ^ Хайд, HA; Д. А. Уильямс (1944). «Правильное слово» . Циркуляр анализа пыльцы . 8 : 6. Архивировано из оригинала 18 июня 2007 г.
  17. ^ Дрейпер, Филлис. "ДЕМОНСТРАЦИЯ МЕТОДА АНАЛИЗА ПЫЛЬЦЫ" . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  18. ^ Фегри, К. и Иверсен, Дж. (1989) Учебник по анализу пыльцы . 4-е изд. Джон Уайли и сыновья, Чичестер. 328 стр.
  19. ^ Беннет, К.Д.; Уиллис, К.Дж. (2001). "Пыльца". В Смоле, Джон П.; Биркс, Х. Джон Б.; Ласт, Уильям М. (ред.). Отслеживание изменений окружающей среды с помощью озерных отложений. Том 3: Наземные, водорослевые и кремнистые индикаторы . Дордрехт: Kluwer Academic Publishers. стр. 5–32.
  20. ^ Ассарсон, Г. и Э.; Гранлунд, Э. (1924). «Метод пыльцевого анализа минерогены jordarter». Геологический Форенинген и Стокгольм Форхендлингар . 46 (1–2): 76–82. дои : 10.1080/11035892409444879 .
  21. ^ Erdtman, OGE "Uber die Verwendung von Essigsaureanhydrid bei Pollenuntersuchungen" . Свен. Бот. Тидскр . 28 : 354–358.
  22. ^ «Смертельный исход от плавиковой кислоты в Перте - предупреждение об опасности» . 1995-03-06 . Проверено 18 декабря 2011 г. .
  23. ^ Оверпек, Дж. Т.; Т. Уэбб; И. С. Прентис (1985). «Количественная интерпретация спектров ископаемой пыльцы: коэффициенты несходства и метод современных аналогов». Четвертичные исследования . 23 (1): 87–108. Бибкод : 1985QuRes..23...87O . doi : 10.1016/0033-5894(85)90074-2 .
  24. ^ Никлассон, Матс; Мэттс Линдблад; Лейф Бьоркман (2002). «Многолетний отчет об упадке Quercus , вырубке леса и пожарах в южном 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. ^ Хебда, Р. Дж.; Р. В. Мэтьюз (1984). «Голоценовая история кедра и местных культур на тихоокеанском побережье Северной Америки». Наука . 225 (4663): 711–713. Бибкод : 1984Sci...225..711H . doi : 10.1126/наука.225.4663.711 . PMID 17810290 . S2CID 39998080 .  
  26. ^ Хойссер, Кальвин Дж .; Л. Е. Хойссер; Д. М. Пит (1985). «Позднечетвертичные климатические изменения на американском побережье северной части Тихого океана». Природа . 315 (6019): 485–487. Бибкод : 1985Natur.315..485H . дои : 10.1038/315485a0 . S2CID 4345551 . 

Источники

  • 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 история окружающей среды , издательство Blackwell Publishing. ISBN 0-631-18638-7 

внешняя ссылка

  • Международная федерация палинологических обществ
  • Лаборатория палинологии, Французский институт Пондишери, Индия
  • Отделение палинологии, Кью Гарденс, Великобритания
  • PalDat, палинологическая база данных Венского университета, Австрия.
  • Микропалеонтологическое общество
  • Американская ассоциация стратиграфов-палинологов (AASP)
  • Commission Internationale de Microflore du Paléozoique (CIMP) , международная комиссия по палеозойской палинологии.
  • Центр палинологии, Шеффилдский университет, Великобритания
  • Группа специалистов по палинологии Линнеевского общества (LSPSG)
  • Канадская ассоциация палинологов
  • Литература по идентификации пыльцы и спор
  • Palynologische Kring, Нидерланды и Бельгия
  • Palynofacies , аннотированный каталог ссылок.
  • Acosta et al ., 2018. Изменение климата и заселение Неотропов во время перехода от плейстоцена к голоцену. Болетин де ла Sociedad Geológica Mexicana. http://boletinsgm.igeolcu.unam.mx/bsgm/index.php/component/content/article/368-sitio/articulos/cuarta-epoca/7001/1857-7001-1-Акоста
Получено с https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Palynology&oldid=1065636023#Palynomorphs .
Contribute a better translation