Palünoloogia: õietolmu ja eoste teaduslik uurimine

Palynoloogia on õietolmu ja eosed, need praktiliselt hävimatud, mikroskoopilised, kuid kergesti tuvastatavad taimeosad, mida leidub arheoloogilistest leiukohtadest ning külgnevatest muldadest ja veekogudest. Neid pisikesi orgaanilisi materjale kasutatakse kõige sagedamini varasema keskkonnakliima (nn paleokeskkonna rekonstrueerimine) ja jälgida kliimamuutusi ajavahemikul aastaaegadest aastatuhandeteni.

Kaasaegsed palünoloogilised uuringud hõlmavad sageli kõiki mikrofossiile, mis koosnevad väga vastupidavast orgaanilisest materjalist sporopolleniin, mida toodetakse õistaimede ja muude biogeensete organismide poolt. Mõned palynoloogid ühendavad uuringu ka selliste organismidega, mis kuuluvad samasse suurusvahemikku, näiteks diatomid ja mikro-foraminifera; kuid enamasti keskendub palynoloogia pulbrilisele õietolmule, mis hõljub õhus meie maailma õitseaegadel.

Sõna palynology pärineb kreeka sõnast "palunein", mis tähendab puistama või hajuma, ja ladina keeles "õietolm", mis tähendab jahu või tolmu. Õietolmuterad toodetakse seemnetaimede (Spermatophytes) abil; eoseid toodetakse

Palynoloogia kui teadus on pisut üle 100 aasta vana, selle teemaks on Rootsi geoloog Lennart von Post, kes 1916. aastal toimunud konverentsil valmistati esimesed turbavarude õietolmu diagrammid Lääne-Euroopa kliima rekonstrueerimiseks pärast liustikke oli taandunud. Õietolmu terad tunnistati esmakordselt alles pärast Robert Hooke leiutas ühendmikroskoobi 17. sajandil.

Palynoloogia võimaldab teadlastel rekonstrueerida taimestiku ajalugu läbi aja ja varasemate kliimatingimuste, kuna - õitsevad aastaajad, kohaliku ja piirkondliku taimestiku õietolm ja eosed puhutakse keskkonna kaudu ja ladestatakse üle maastik. Õietolmu terad loovad taimed enamikes ökoloogilistes tingimustes, kõigil laiuskraadidel poolustest ekvaatorini. Erinevatel taimedel on erinevad õitsemise hooajad, nii et paljudes kohtades ladestuvad nad suurema osa aastast.

Õietolm ja eosed on vesises keskkonnas hästi säilinud ning nende suuruse ja kuju järgi on perekonna, perekonna ja mõnel juhul ka liigi tasandil hõlpsasti tuvastatavad. Õietolmu terad on siledad, läikivad, võrgutavad ja kihistunud; need on sfäärilised, sirutavad ja ulatuvad välja; neid on üksikute teradena, aga ka klompidena kaks, kolm, neli ja enam. Neil on hämmastav mitmekesisus ja möödunud sajandil on avaldatud mitmeid õietolmu kuju võtmeid, mis muudavad põneva lugemise.

Esimene eoste esinemine meie planeedil pärineb settekivimist, mis on dateeritud keskpaiga keskpaigasOrdoviitsium, vahemikus 460–470 miljonit aastat tagasi; ja õietolmuga seemnetega taimed arenesid aasta jooksul umbes 320-300 mya Süsinikuperiood.

Õietolm ja eosed ladestuvad aasta jooksul kõikjale keskkonda, kuid palynoloogid tunnevad kõige rohkem huvi, kui need lõpuks veekogud - järved, jõesuudmed, rabad -, kuna settejärjestused merekeskkonnas on pidevamad kui maapealses seade. Maapealses keskkonnas võivad õietolmu ja spooride ladestumist tõenäoliselt häirida loomade ja inimeste elu, kuid järvedes on nad põhjas lõksus õhukestesse kihistunud kihtidesse, mida taime- ja loomsed elud enamasti häirivad.

Palynoloogid panid settetuum tööriistad järvemaardlatesse ning seejärel nad optilise mikroskoobi abil vaatlevad, tuvastavad ja loendavad tuumadesse tekkinud südamiku õietolmu optilise mikroskoobi abil vahemikus 400-1000x. Teadlased peavad tuvastama vähemalt 200-300 õietolmutera taksonite kohta, et täpselt määrata taime konkreetsete taksonite kontsentratsioon ja protsent. Kui nad on tuvastanud kõik õietolmu taksonid, mis selle piirini jõuavad, joonistavad nad õietolmu erinevate taksonite protsendi diagramm, visuaalne kujutis taimede protsendimääradest antud settesüdamiku igas kihis, mida von Post esmakordselt kasutas. See diagramm annab pildi õietolmu muutustest aja jooksul.

Von Posti õietolmusskeemide esimesel esitlusel küsis üks kolleegidest, kuidas ta kindlalt teab, et mõni neist õietolmust ei tekkinud kaugetes metsades - seda küsimust lahendab tänapäeval keeruline mudelid. Suurematel kõrgustel toodetud õietolmuterad on suurema tuule käes suurema tõenäosusega tuule käes kui maapinnale lähemal asuvate taimede puhul. Selle tulemusel on teadlased hakanud teadvustama selliste liikide nagu männipuude üleesindatuse potentsiaali, lähtudes sellest, kui tõhus taim on oma õietolmu levitamisel.

Alates von Posti päevast on teadlased modelleerinud, kuidas õietolm hajub metsa lehestiku tipust laiali, setted järve pinnale ja segunevad seal enne lõplikku akumuleerumist järve settena alt. Eeldatakse, et järve kogunev õietolm tuleb igast küljest puudelt ja õietolmu tootmise pika hooaja jooksul puhub tuul eri suundadest. Lähedal asuvaid puid esindab õietolm palju tugevamalt kui kaugemal asuvaid, teadaoleva ulatusega puid.

Lisaks selgub, et erineva suurusega veekogude tulemuseks on erinevad diagrammid. Väga suurtes järvedes domineerib piirkondlik õietolm ning suuremad järved on kasulikud piirkondliku taimestiku ja kliima registreerimiseks. Väiksemates järvedes domineerivad aga kohalikud õietolmud - nii et kui teil on kaks või kolm väikest järve piirkonnas, võivad nad olla erinevad õietolmudiagrammid, kuna nende mikroökosüsteem erineb ühest teine. Teadlased saavad kasutada uuringuid paljudest väikestest järvedest, et saada neile ülevaade kohalikest erinevustest. Lisaks saab väiksemate järvede abil jälgida kohalikke muutusi, näiteks näiteks ambroosia õietolmu suurenemist mis on seotud Euro-Ameerika asustusega ning äravoolu, erosiooni, ilmastiku ja pinnase mõjudega areng.

Õietolm on üks paljudest taimejääkidest, mis on arheoloogilistest leiukohtadest leitud, kas klammerdudes pottide sisemusse, kiviriistade servadele või arheoloogilised tunnused nagu hoiuväljakud või elupõrandad.

Arheoloogiliste leiukohtade õietolm kajastab lisaks kohalikele kliimamuutustele ka seda, mida inimesed sõid, kasvasid või kasutasid oma kodu rajamiseks või loomade toitmiseks. Arheoloogilise leiukoha ja lähedal asuva järve õietolmu kombinatsioon annab paleokeskkonna rekonstrueerimise sügavuse ja rikkuse. Mõlema valdkonna teadlased saavad koos töötades kasu.

Kaks väga soovitatavat allikat õietolmu uurimisel on Owen Davis Palynoloogia leht Arizona ülikoolis ja Londoni ülikooli kolledž.

• _{Davis MP. 2000. Palynoloogia pärast teist aastat - setete õietolmu allikaala mõistmine.Maa- ja planeediteaduse aastane ülevaade 28:1-18.}
• _{de Vernal A. 2013. Palünoloogia (õietolm, eosed jne). Osades: Harff J, Meschede M, Petersen S ja Thiede J, toimetajad. Meregeoteaduste entsüklopeedia. Dordrecht: Springer Holland. lk 1-10.}
• _{Fries M 1967. Lennart von Posti 1916. aasta õietolmu diagrammide seeria. Paleobotaanika ja palünoloogia ülevaade 4(1):9-13.}
• _{Holt KA ja Bennett KD. 2014. Automatiseeritud palünoloogia põhimõtted ja meetodid.Uus fütoloog 203(3):735-742.}
• _{Linstädter J, Kehl M, Broich M ja López-Sáez JA. 2016. Ifri n'Etsedda, NE Maroko kronostratigraafia, leiukohtade moodustumise protsessid ja õietolmu salvestus. Kvaternaari rahvusvaheline 410, A osa: 6-29.}
• _{Manten AA. 1967. Lennart Von Post ja moodsa palynoloogia alus. Paleobotaanika ja palünoloogia ülevaade 1(1–4):11-22.}
• _{Sadori L, Mazzini I, Pepe C, Goiran J-P, Pleuger E, Ruscito V, Salomon F ja Vittori C. 2016. Palynoloogia ja ostrakodoloogia iidse Ostia Rooma sadamas (Rooma, Itaalia).Holotseen 26(9):1502-1512.}
• _{Walker JW ja Doyle JA. 1975. Angiospermi fülogeneesi alused: palünoloogia. Missouri botaanikaaia Annals 62(3):664-723.}
• _{Willard DA, Bernhardt CE, Hupp CR ja Newell WN. 2015. Chesapeake lahe rannikualade ja märgalade ökosüsteemid: Palünoloogia rakendamine muutuva kliima, merepinna ja maakasutuse mõjude mõistmiseks. Põllujuhendid 40:281-308.}
• _{Wiltshire PEJ. 2016. Kohtuekspertiisi palynoloogia protokollid. Palynoloogia 40(1):4-24.}