Палинология — это изучение микроорганизмов и микроскопических фрагментов мегаорганизмов, которые состоят из кислотоупорного органического материала и встречаются в отложениях , осадочных породах и даже некоторых метаосадочных породах. Палиноморфы — это микроскопические кислотоустойчивые органические остатки и остатки, производимые самыми разными растениями , животными и протистами , которые существовали с позднего протерозоя . [2] [3]
Это наука, изучающая современные и ископаемые палиноморфы (палеопалинология), включая пыльцу , споры , орбикулы , диноцисты , акритархи , хитинозои и сколекодонты , а также твердые органические вещества (ПОМ) и кероген, обнаруженные в осадочных породах и отложениях . В палинологию не включены диатомовые водоросли , фораминиферы и другие организмы с кремнистыми или известковыми панцирями . Название науки и организмов происходит от греческого греческого : παλύνω , транслит. palynō , «рассыпать, посыпать» и -логия ) или «рассыпанных частиц». [3] [4]
Палинология — междисциплинарная наука, стоящая на стыке наук о Земле ( геологии или геологической науки) и биологии ( биологии ), особенно науки о растениях ( ботаники ). В биостратиграфии , разделе палеонтологии и палеоботаники , она включает ископаемые палиноморфы от докембрия до голоцена , поскольку они полезны для относительного датирования и корреляции осадочных пластов . Палинология также используется для определения даты и понимания эволюции многих видов растений и животных. В палеоклиматологии ископаемые палиноморфы изучаются на предмет их полезности для понимания истории древней Земли с точки зрения реконструкции палеосреды и палеоклиматов. [3] [4]
Палинология весьма полезна в таких дисциплинах, как археология , производство меда, а также уголовное и гражданское право . [3] [4] В археологии палинология широко используется для реконструкции древней палеосреды и экологических сдвигов, которые существенно повлияли на прошлые человеческие общества, а также для реконструкции рациона доисторических и исторических людей. Мелиссопалинология , изучение пыльцы и других палиноморф в меде , определяет источники пыльцы с точки зрения географического положения (й) и родов растений. Это не только дает важную информацию об экологии медоносных пчел, но также является важным инструментом в обнаружении и пресечении преступной фальсификации и неправильной маркировки меда и продуктов из него. Судебная палинология использует палиноморфы в качестве доказательств в уголовном и гражданском праве, чтобы доказать или опровергнуть физическую связь между объектами, людьми и местами. [4] [5]
Палиноморфы в широком смысле определяются как исследование органических останков, включая микроокаменелости , и микроскопических фрагментов мегаорганизмов, которые состоят из кислотоустойчивого органического материала и имеют размер от 5 до 500 микрометров . Их извлекают из почв, осадочных пород , кернов отложений и других материалов путем сочетания физических (ультразвуковая обработка и мокрое просеивание ) и химических (кислотное разложение) процедур для удаления неорганической фракции. Палиноморфы могут состоять из органического материала, такого как хитин , псевдохитин и спорополленин . [6]
Палиноморфы образуют геологическую летопись, важную для определения типа доисторической жизни , существовавшей во время формирования осадочных слоев . В результате эти микроокаменелости дают важные сведения о преобладающих климатических условиях того времени. Их палеонтологическая полезность обусловлена обилием, исчисляемым миллионами палиморфов на грамм, в органических морских отложениях, даже если такие отложения, как правило, не являются ископаемыми . Однако палиноморфы, как правило, были разрушены в метаморфических или перекристаллизованных породах. [6]
Типичные палиноморфы включают цисты динофлагеллят , акритархи , споры , пыльцу , растительную ткань, грибы , сколекодонты (склеропротеиновые зубы, челюсти и связанные с ними особенности многощетинковых кольчатых червей), органы членистоногих (такие как ротовой аппарат насекомых ) и хитинозои . Палиноморфные микроскопические структуры, изобилующие в большинстве отложений, устойчивы к обычной экстракции пыльцы. [6]
Палинофация — это полная совокупность органического вещества и палиноморфов в ископаемых отложениях. Этот термин был введен французским геологом Андре Комба в 1964 году. Исследования палинофаций часто связаны с исследованиями органической геохимии осадочных пород . Изучение палинофаций осадочной среды осадконакопления может быть использовано для изучения палеосред осадконакопления осадочных пород в геологоразведочной геологии, часто в сочетании с палинологическим анализом и отражательной способностью витринита . [7] [8] [9]
Палинофации можно использовать двумя способами:
Самые ранние сообщения о наблюдении пыльцы под микроскопом, вероятно, были сделаны в 1640-х годах английским ботаником Неемией Грю [10] , который описал пыльцу и тычинки и пришел к выводу, что пыльца необходима для полового размножения цветковых растений.
К концу 1870-х годов, когда оптические микроскопы усовершенствовались и были разработаны принципы стратиграфии , Роберт Кидстон и П. Рейнш смогли изучить присутствие ископаемых спор в угольных пластах девона и каменноугольного периода и провести сравнение между живыми спорами и древними спорами. ископаемые споры. [11] Среди первых исследователей были Кристиан Готфрид Эренберг ( радилярии , диатомовые водоросли и цисты динофлагеллят ), Гидеон Мантелл ( десмидии ) и Генри Хопли Уайт (цисты динофлагеллят).
Количественный анализ пыльцы начался с опубликованной работы Леннарта фон Поста . [12] Хотя он публиковался на шведском языке, его методология получила широкую аудиторию благодаря его лекциям. В частности, его лекция «Кристиания» 1916 года сыграла важную роль в привлечении более широкой аудитории. [13] Поскольку ранние исследования были опубликованы на скандинавских языках ( скандинавских языках ), область анализа пыльцы была ограничена этими странами. [14] Изоляция закончилась публикацией в Германии диссертации Гуннара Эрдтмана в 1921 году. Методология анализа пыльцы получила широкое распространение по всей Европе и Северной Америке и произвела революцию в исследованиях четвертичной растительности и изменения климата . [13] [15]
К более ранним исследователям пыльцы относятся Фрю (1885) [16] , который перечислил многие распространенные типы пыльцы деревьев, а также значительное количество спор и пыльцевых зерен трав . Трибом (1888) провел исследование проб пыльцы, взятых из отложений шведских озер; [17] пыльца сосны и ели была обнаружена в таком изобилии, что он считал их пригодными в качестве « индексных окаменелостей ». Георг Ф.Л. Сарау изучал ископаемые пыльцы среднего плейстоцена ( кромерского периода ) из гавани Копенгагена . [18] Лагергейм (в Witte 1905) и К.А.Вебер (в H.A.Weber 1918), по-видимому, были одними из первых, кто предпринял вычисления «процентной частоты».
Термин палинология был введен Хайдом и Уильямсом в 1944 году после переписки со шведским геологом Эрнстом Антевсом на страницах « Проспекта анализа 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 «посыпать» и « pale» , означающих «пыль» (и, таким образом, похожих на латинское слово «пыльца » ). [19]
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, которая отображала процентное соотношение нескольких видов на разных глубинах в Кертис-Бог. Это было введение анализа пыльцы в Северной Америке; [20] диаграммы пыльцы сегодня все еще часто остаются в том же формате с глубиной по оси y и обилием видов по оси x.
Анализ пыльцы в этот период быстро развивался благодаря достижениям в области оптики и компьютеров. Большая часть научных данных была пересмотрена Йоханнесом Иверсеном и Кнутом Фэгри в их учебнике по этому предмету. [21]
Химическое пищеварение состоит из нескольких этапов. [22] Первоначально единственной химической обработкой, которую использовали исследователи, была обработка гидроксидом калия (КОН) для удаления гуминовых веществ; дефлокуляция осуществлялась посредством обработки поверхности или ультразвуковой обработки, хотя обработка ультразвуком может привести к разрыву экзины пыльцы. [14] В 1924 году Ассарсон и Гранлунд предложили использовать плавиковую кислоту (HF) для переваривания силикатных минералов , что значительно сократило время, необходимое для сканирования препаратов на предмет палиноморф. [23] Палинологические исследования с использованием торфа представляли особую проблему из-за присутствия хорошо сохранившегося органического материала, в том числе мелких корешков, листочков мха и органического мусора. Это была последняя серьезная задача в химической подготовке материалов для палинологических исследований. Ацетолиз был разработан Гуннаром Эрдтманом и его братом для удаления мелких целлюлозных материалов путем их растворения. [24] При ацетолизе образец обрабатывается уксусным ангидридом и серной кислотой , растворяя целлюлистические материалы и тем самым обеспечивая лучшую видимость для палиноморфов.
Некоторые этапы химической обработки требуют особой осторожности по соображениям безопасности, в частности, использование HF, который очень быстро диффундирует через кожу и вызывает серьезные химические ожоги и может привести к летальному исходу. [25]
Другая обработка включает флотацию хитина керосином .
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 закрепляют на штативе для сканирующей электронной микроскопии .
Исследователи часто изучают либо современные образцы из ряда уникальных участков в пределах определенной территории, либо образцы из одного участка с записью во времени, например образцы, полученные из торфяных или озерных отложений. В более поздних исследованиях использовалась современная аналоговая техника, при которой палеообразцы сравниваются с современными образцами, для которых известна родительская растительность. [26]
При рассмотрении предметных стекол под микроскопом исследователь подсчитывает количество зерен каждого таксона пыльцы. Эта запись затем используется для создания диаграммы пыльцы . Эти данные могут быть использованы для обнаружения антропогенных воздействий, таких как вырубка леса, [27] традиционных моделей землепользования [28] или долгосрочных изменений регионального климата [29].
Палинология может применяться к проблемам многих научных дисциплин, включая геологию , ботанику , палеонтологию , археологию , почвоведение (почвоведение) и физическую географию :
Поскольку распределение акритарх , хитинозоев , цист динофлагеллят , пыльцы и спор свидетельствует о стратиграфической корреляции посредством биостратиграфии и реконструкции палеоэкологической среды , одним из распространенных и прибыльных применений палинологии является разведка нефти и газа .
{{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )