La palynologie est l'étude scientifique du pollen et des spores

La palynologie est l'étude scientifique du pollen et des spores, ces parties de plantes pratiquement indestructibles, microscopiques, mais facilement identifiables trouvées dans les sites archéologiques et les sols et plans d'eau adjacents. Ces minuscules matières organiques sont le plus souvent utilisées pour identifier les climats environnementaux passés (appelés reconstruction paléoenvironnementale) et suivre les changements climatiques sur une période allant des saisons aux millénaires..

Les études palynologiques modernes incluent souvent tous les micro-fossiles composés de matière organique hautement résistante appelée sporopollénine, qui est produite par les plantes à fleurs et d'autres organismes biogéniques. Certains palynologues combinent également l'étude avec ceux d'organismes qui appartiennent à la même gamme de tailles, comme les diatomées et les micro-foraminifères; mais pour la plupart, la palynologie se concentre sur le pollen poudreux qui flotte dans l'air pendant les saisons de floraison de notre monde.

Histoire des sciences

Le mot palynologie vient du mot grec "palunein" qui signifie saupoudrer ou disperser, et le latin "pollen" qui signifie farine ou poussière. Les grains de pollen sont produits par des plantes à graines (spermatophytes); les spores sont produites par des plantes sans pépins, des mousses, des mousses et des fougères. Les tailles des spores varient de 5 à 150 microns; les pollens varient de moins de 10 à plus de 200 microns.

La palynologie en tant que science a un peu plus de 100 ans, lancée par les travaux du géologue suédois Lennart von Post, qui lors d'une conférence en 1916 a produit les premiers diagrammes de pollen à partir de dépôts de tourbe pour reconstruire le climat de l'Europe occidentale après le retrait des glaciers. . Les grains de pollen n'ont été reconnus pour la première fois qu'après que Robert Hooke a inventé le microscope composé au 17e siècle.

Pourquoi le pollen est-il une mesure du climat?

La palynologie permet aux scientifiques de reconstruire l'histoire de la végétation à travers le temps et les conditions climatiques passées car, pendant les saisons de floraison, le pollen et les spores de la végétation locale et régionale sont soufflés à travers un environnement et déposés sur le paysage. Les grains de pollen sont créés par les plantes dans la plupart des milieux écologiques, sous toutes les latitudes, des pôles à l'équateur. Différentes plantes ont des saisons de floraison différentes, donc dans de nombreux endroits, elles sont déposées pendant une grande partie de l'année.

Les pollens et les spores sont bien conservés dans les environnements aqueux et sont facilement identifiables au niveau de la famille, du genre et, dans certains cas, des espèces, en fonction de leur taille et de leur forme. Les grains de pollen sont lisses, brillants, réticulés et striés; elles sont sphériques, oblates et proliférées; ils viennent en grains simples mais aussi en touffes de deux, trois, quatre et plus. Ils ont un niveau de variété étonnant, et un certain nombre de clés pour les formes de pollen ont été publiées au cours du siècle dernier qui rendent la lecture fascinante.

La première occurrence de spores sur notre planète provient de roches sédimentaires datées du milieu de l'Ordovicien, il y a entre 460 et 470 millions d'années; et les plants ensemencés de pollen ont développé environ 320-300 mya pendant la période carbonifère.

Comment ça fonctionne

Le pollen et les spores se déposent partout dans l'environnement au cours de l'année, mais les palynologues sont plus intéressés lorsqu'ils se retrouvent dans les plans d'eau - lacs, estuaires, tourbières - car les séquences sédimentaires dans les environnements marins sont plus continues que celles dans les milieux terrestres réglage. Dans les environnements terrestres, les dépôts de pollen et de spores sont susceptibles d'être perturbés par la vie animale et humaine, mais dans les lacs, ils sont piégés en couches minces stratifiées sur le fond, principalement non perturbées par la vie végétale et animale.

Les palynologues mettent des outils de carottes de sédiments dans les dépôts lacustres, puis ils observent, identifient et comptent le pollen dans le sol amené dans ces carottes à l'aide d'un microscope optique à un grossissement compris entre 400 et 1000x. Les chercheurs doivent identifier au moins 200 à 300 grains de pollen par taxa pour déterminer avec précision la concentration et les pourcentages de taxons particuliers de plantes. Après avoir identifié tous les taxons de pollen qui atteignent cette limite, ils tracent les pourcentages des différents taxons sur un diagramme de pollen, une représentation visuelle des pourcentages de plantes dans chaque couche d'un noyau sédimentaire donné qui a été utilisé pour la première fois par von Post . Ce diagramme fournit une image des changements de pollen dans le temps.

Problèmes

Lors de la toute première présentation de diagrammes de pollen par Von Post, un de ses collègues a demandé comment il savait avec certitude qu'une partie du pollen n'était pas créée par des forêts éloignées, un problème qui est résolu aujourd'hui par un ensemble de modèles sophistiqués. Les grains de pollen produits à des altitudes plus élevées sont plus susceptibles d'être transportés par le vent sur de plus longues distances que ceux des plantes plus proches du sol. En conséquence, les chercheurs ont fini par reconnaître le potentiel d'une surreprésentation d'espèces telles que les pins, en se basant sur l'efficacité de la plante à distribuer son pollen.

Depuis l'époque de von Post, les chercheurs ont modélisé la façon dont le pollen se disperse du haut de la canopée de la forêt, se dépose à la surface d'un lac et s'y mélange avant l'accumulation finale sous forme de sédiments au fond du lac. Les hypothèses sont que le pollen s'accumulant dans un lac provient d'arbres de tous les côtés et que le vent souffle de différentes directions pendant la longue saison de production de pollen. Cependant, les arbres voisins sont beaucoup plus fortement représentés par le pollen que les arbres plus éloignés, à une ampleur connue.

De plus, il s'avère que des plans d'eau de tailles différentes donnent des diagrammes différents. Les très grands lacs sont dominés par le pollen régional, et les grands lacs sont utiles pour enregistrer la végétation et le climat régionaux. Les petits lacs, cependant, sont dominés par les pollens locaux - donc si vous avez deux ou trois petits lacs dans une région, ils peuvent avoir des diagrammes de pollen différents, car leur micro-écosystème est différent l'un de l'autre. Les chercheurs peuvent utiliser les études d'un grand nombre de petits lacs pour leur donner un aperçu des variations locales. De plus, de plus petits lacs peuvent être utilisés pour surveiller les changements locaux, tels qu'une augmentation du pollen d'ambroisie associée à la colonisation euro-américaine, et les effets du ruissellement, de l'érosion, des intempéries et du développement des sols.

Archéologie et palynologie

Le pollen est l'un des nombreux types de résidus de plantes qui ont été récupérés sur des sites archéologiques, accrochés à l'intérieur des pots, sur les bords des outils en pierre ou dans des éléments archéologiques tels que des fosses de stockage ou des sols vivants..

Le pollen d'un site archéologique est censé refléter ce que les gens mangeaient ou cultivaient, ou utilisaient pour construire leurs maisons ou nourrir leurs animaux, en plus du changement climatique local. La combinaison de pollen provenant d'un site archéologique et d'un lac voisin fournit la profondeur et la richesse de la reconstruction paléoenvironnementale. Les chercheurs des deux domaines ont tout à gagner à travailler ensemble.