Ziarno pyłku jest mikroskopijne, ale może przetrwać w osadach tysiące, a nawet miliony lat. Dzięki niemu można odtworzyć dawną roślinność, zmiany klimatu, a nawet ślady działalności człowieka. Tym właśnie zajmuje się palinologia.
Palinologia to nauka zajmująca się badaniem palinomorfów – mikroskopijnych cząstek organicznych odpornych na rozkład. Należą do nich przede wszystkim ziarna pyłku roślin nasiennych i zarodniki roślin zarodnikowych, ale także m.in. niektóre mikroskamieniałości glonów i innych organizmów.
W geologii szczególnie ważne są kopalne ziarna pyłku i zarodniki zachowane w osadach. Ich niezwykła trwałość wynika m.in. z obecności sporopoleniny – bardzo odpornej substancji budującej zewnętrzne ściany ziaren pyłku i zarodników. Dzięki temu palinomorfy mogą zachowywać się w skałach przez ogromnie długi czas. Najstarsze znane zarodniki roślin lądowych mają około 440 mln lat, a pyłek roślin nasiennych pojawia się w zapisie kopalnym setki milionów lat temu.
Analiza palinologiczna pozwala zajrzeć w przeszłość środowiska. Na podstawie pyłku zachowanego w kolejnych warstwach osadów można odtworzyć zmiany roślinności, a pośrednio także zmiany klimatu i działalność człowieka.
Jak czyta się pyłkowe archiwum?
Rośliny produkują ogromne ilości pyłku. Jego ziarna są przenoszone przez wiatr, wodę lub zwierzęta, a część z nich trafia do jezior, torfowisk, bagien i innych środowisk, w których może zostać zachowana w osadach.
Każda kolejna warstwa osadu zawiera więc swoisty „pyłkowy zapis” roślinności występującej w otoczeniu w czasie jej powstawania. Pobierając rdzeń osadu i badając próbki pochodzące z kolejnych głębokości, palinolodzy mogą prześledzić, jak roślinność zmieniała się przez setki, tysiące, a w przypadku starszych skał nawet miliony lat.
Pod mikroskopem identyfikuje się poszczególne rodzaje pyłku i zarodników oraz określa ich udział w próbce. Wyniki przedstawia się często w postaci diagramu pyłkowego, pokazującego zmiany udziału poszczególnych taksonów wraz z upływem czasu.
Pyłek jako zapis dawnego klimatu
Znając wymagania ekologiczne poszczególnych roślin, można na podstawie ich pyłku rekonstruować dawne środowisko. Jeśli w osadach wzrasta udział pyłku roślin charakterystycznych dla chłodnego klimatu, może to wskazywać na ochłodzenie. Pojawienie się większej ilości pyłku gatunków ciepłolubnych może natomiast świadczyć o wzroście temperatury. Dlatego analiza pyłkowa jest jednym z ważnych narzędzi paleoekologii i paleoklimatologii. Pyłek i zarodniki są wykorzystywane jako tzw. wskaźniki pośrednie (proxy) dawnych warunków środowiskowych.
W starszych skałach zespoły palinomorfów mogą być również wykorzystywane w biostratygrafii, czyli do korelacji i określania względnego wieku warstw skalnych.
Naturalne archiwa – jeziora i torfowiska
Szczególnie dobrym materiałem do badań zmian środowiska w czwartorzędzie są osady jeziorne i torfowiskowe. Jeżeli ich akumulacja przebiegała stosunkowo spokojnie i bez większych przerw, kolejne warstwy tworzą zapis zmian zachodzących w otoczeniu zbiornika.
Pyłek jest przy tym wyjątkowo użytecznym materiałem badawczym: występuje powszechnie, może być bardzo liczny nawet w niewielkich próbkach osadu i jest stosunkowo odporny na rozkład.
W osadach widać również człowieka
Diagram pyłkowy może ujawnić nie tylko naturalne zmiany klimatu i roślinności. Można w nim również znaleźć ślady działalności człowieka. Wylesianie powoduje spadek udziału pyłku drzew. Rozwój rolnictwa może natomiast prowadzić do wzrostu udziału pyłku zbóż oraz roślin związanych z polami, pastwiskami i terenami przekształconymi przez ludzi. Dzięki temu palinologia pomaga ustalać, kiedy człowiek zaczął intensywniej zmieniać krajobraz – wycinać lasy, zakładać pola uprawne czy tworzyć pastwiska.
Nie tylko geologia
Palinologia ma znacznie więcej zastosowań. Aeropalinologia bada pyłek i zarodniki unoszące się w powietrzu. Jej wyniki wykorzystuje się m.in. do tworzenia komunikatów o stężeniu pyłku roślin, szczególnie ważnych dla alergików.
Melisopalinologia zajmuje się pyłkiem znajdującym się w miodzie. Analiza jego składu pomaga określić pochodzenie botaniczne i geograficzne miodu oraz może być wykorzystywana przy wykrywaniu nieprawidłowo oznakowanych produktów.
Istnieje nawet palinologia kryminalistyczna. Mikroskopijne ziarna pyłku mogą pozostać na ubraniu, obuwiu, samochodzie czy innych przedmiotach i pomóc powiązać człowieka lub przedmiot z określonym miejscem. Pyłek jest szczególnie użyteczny, ponieważ jest powszechny, bardzo mały, odporny i może mieć charakterystyczny dla danego środowiska skład.
