La palinología es el estudio de microorganismos y fragmentos microscópicos de megaorganismos que están compuestos de material orgánico resistente a los ácidos y se encuentran en sedimentos , rocas sedimentarias e incluso algunas rocas metasedimentarias. Los palinomorfos son restos y desechos orgánicos microscópicos y resistentes a los ácidos producidos por una amplia variedad de plantas , animales y protistas que han existido desde finales del Proterozoico . [2] [3]
Es la ciencia que estudia los palinomorfos contemporáneos y fósiles (paleopalinología), incluidos el polen , las esporas , los orbículos , los dinoquistes , los acritarcos , los quitinozoos y los escolecodontos , junto con la materia orgánica particulada (POM) y el querógeno que se encuentran en las rocas sedimentarias y los sedimentos . La palinología no incluye diatomeas , foraminíferos u otros organismos con pruebas silíceas o calcáreas . El nombre de la ciencia y de los organismos se deriva del griego griego : παλύνω , translit . palynō , "esparcir, espolvorear" y -logía ) o de "partículas que se esparcen". [3] [4]
La palinología es una ciencia interdisciplinaria que se encuentra en la intersección de las ciencias de la tierra ( geología o ciencias geológicas) y las ciencias biológicas ( biología ), particularmente las ciencias de las plantas ( botánica ). En Bioestratigrafía , una rama de la paleontología y la paleobotánica , involucra palinomorfos fósiles desde el Precámbrico hasta el Holoceno por su utilidad en la datación relativa y correlación de estratos sedimentarios . La palinología también se utiliza para fechar y comprender la evolución de muchos tipos de plantas y animales. En paleoclimatología , los palinomorfos fósiles se estudian por su utilidad para comprender la historia antigua de la Tierra en términos de reconstrucción de paleoambientes y paleoclimas. [3] [4]
La palinología es bastante útil en disciplinas como la Arqueología , en la producción de miel y en el derecho penal y civil . [3] [4] En arqueología, la palinología se usa ampliamente para reconstruir antiguos paleoambientes y cambios ambientales que influyeron significativamente en las sociedades humanas pasadas y reconstruir la dieta de los humanos prehistóricos e históricos. La melisopalinología , el estudio del polen y otros palinomorfos en la miel , identifica las fuentes de polen en términos de ubicación(es) geográfica(s) y géneros de plantas. Esto no sólo proporciona información importante sobre la ecología de las abejas melíferas, sino que también es una herramienta importante para descubrir y controlar la adultración criminal y el etiquetado incorrecto de la miel y sus productos. La palinología forense utiliza palinomorfos como evidencia en el derecho penal y civil para probar o refutar un vínculo físico entre objetos, personas y lugares. [4] [5]
Los palinomorfos se definen en términos generales como el estudio de restos orgánicos, incluidos microfósiles y fragmentos microscópicos de megaorganismos que están compuestos de material orgánico resistente a los ácidos y cuyo tamaño varía entre 5 y 500 micrómetros . Se extraen de suelos, rocas sedimentarias y núcleos de sedimentos , y otros materiales mediante una combinación de procedimientos físicos (tratamiento ultrasónico y tamizado húmedo ) y químicos (digestión ácida) para eliminar la fracción no orgánica. Los palinomorfos pueden estar compuestos de material orgánico como quitina , pseudoquitina y esporopolenina . [6]
Los palinomorfos forman un registro geológico de importancia para determinar el tipo de vida prehistórica que existía en el momento en que se depositaron los estratos sedimentarios. Como resultado, estos microfósiles dan pistas importantes sobre las condiciones climáticas predominantes en la época. Su utilidad paleontológica se deriva de una abundancia de millones de palinomorfos por gramo en depósitos marinos orgánicos, incluso cuando dichos depósitos generalmente no son fosilíferos . Los palinomorfos, sin embargo, generalmente han sido destruidos en rocas metamórficas o recristalizadas. [6]
Los palinomorfos típicos incluyen quistes de dinoflagelados , acritarcos , esporas , polen , tejido vegetal, hongos , escolecodontos (dientes escleroproteicos, mandíbulas y características asociadas de los gusanos anélidos poliquetos ), órganos artrópodos (como piezas bucales de insectos ) y quitinozoos . Las estructuras microscópicas palinomorfas que abundan en la mayoría de los sedimentos son resistentes a la extracción rutinaria de polen. [6]
Una palinofacies es el conjunto completo de materia orgánica y palinomorfos en un depósito fósil. El término fue introducido por el geólogo francés André Combaz en 1964. Los estudios de palinofacies suelen estar vinculados a investigaciones de la geoquímica orgánica de las rocas sedimentarias . El estudio de las palinofacies de un ambiente de depósito sedimentario se puede utilizar para aprender sobre los paleoambientes de depósito de rocas sedimentarias en geología de exploración, a menudo junto con análisis palinológicos y reflectancia de vitrinita . [7] [8] [9]
La palinofacies se puede utilizar de dos formas:
Es probable que las primeras observaciones de polen bajo un microscopio hayan sido realizadas en la década de 1640 por el botánico inglés Nehemiah Grew , [10] quien describió el polen y el estambre, y concluyó que el polen es necesario para la reproducción sexual en las plantas con flores.
A finales de la década de 1870, a medida que mejoraron los microscopios ópticos y se desarrollaron los principios de la estratigrafía , Robert Kidston y P. Reinsch pudieron examinar la presencia de esporas fósiles en las vetas de carbón del Devónico y Carbonífero y hacer comparaciones entre las esporas vivas y las antiguas. esporas fósiles. [11] Los primeros investigadores incluyen a Christian Gottfried Ehrenberg ( radiolarios , diatomeas y quistes de dinoflagelados ), Gideon Mantell ( desmidos ) y Henry Hopley White (quistes de dinoflagelados).
El análisis cuantitativo del polen comenzó con el trabajo publicado de Lennart von Post . [12] Aunque publicó en sueco, su metodología ganó una amplia audiencia a través de sus conferencias. En particular, su conferencia Kristiania de 1916 fue importante para ganar una audiencia más amplia. [13] Debido a que las primeras investigaciones se publicaron en las lenguas nórdicas ( lenguas escandinavas ), el campo del análisis del polen se limitó a esos países. [14] El aislamiento terminó con la publicación alemana de la tesis de Gunnar Erdtman en 1921. La metodología del análisis del polen se generalizó por toda Europa y América del Norte y revolucionó la investigación sobre la vegetación y el cambio climático del Cuaternario . [13] [15]
Los primeros investigadores del polen incluyen a Früh (1885), [16] quien enumeró muchos tipos comunes de polen de árboles y un número considerable de esporas y granos de polen de hierbas . Hay un estudio de muestras de polen tomadas de sedimentos de lagos suecos por Trybom (1888); [17] Se encontró polen de pino y abeto en tal profusión que los consideró útiles como " fósiles índice ". Georg FL Sarauw estudió polen fósil del Pleistoceno medio ( cromeriano ) procedente del puerto de Copenhague . [18] Lagerheim (en Witte 1905) y C. A. Weber (en H. A. Weber 1918) parecen estar entre los primeros en realizar cálculos de "frecuencia porcentual".
El término palinología fue introducido por Hyde y Williams en 1944, tras una correspondencia con el geólogo sueco Ernst Antevs , en las páginas de la Pollen Analysis Circular (una de las primeras revistas dedicadas al análisis del polen, producida por Paul Sears en Norteamérica). Hyde y Williams eligieron la palinología basándose en las palabras griegas paluno que significa "espolvorear" y pálido que significa "polvo" (y por lo tanto similar a la palabra latina polen ). [19]
El análisis del polen en América del Norte provino de Phyllis Draper , una estudiante de maestría de Sears en la Universidad de Oklahoma. Durante su época de estudiante, desarrolló el primer diagrama de polen a partir de una muestra que representaba el porcentaje de varias especies en diferentes profundidades en Curtis Bog. Ésta fue la introducción del análisis del polen en América del Norte; [20] Los diagramas de polen hoy en día todavía suelen permanecer en el mismo formato con la profundidad en el eje y y la abundancia de especies en el eje x.
El análisis del polen avanzó rápidamente en este período debido a los avances en la óptica y las computadoras. Gran parte de la ciencia fue revisada por Johannes Iversen y Knut Fægri en su libro de texto sobre el tema. [21]
La digestión química sigue una serie de pasos. [22] Inicialmente, el único tratamiento químico utilizado por los investigadores era el tratamiento con hidróxido de potasio (KOH) para eliminar sustancias húmicas ; la defloculación se logró mediante tratamiento de superficie o tratamiento ultrasónico, aunque la sonificación puede causar la ruptura de la exina del polen. [14] En 1924, Assarson y Granlund introdujeron el uso de ácido fluorhídrico (HF) para digerir minerales de silicato , lo que redujo en gran medida la cantidad de tiempo necesario para escanear portaobjetos en busca de palinomorfos. [23] Los estudios palinológicos utilizando turbas presentaron un desafío particular debido a la presencia de material orgánico bien conservado, incluidas raicillas finas, folíolos de musgo y hojarasca orgánica. Este fue el último gran desafío en la preparación química de materiales para el estudio palinológico. La acetólisis fue desarrollada por Gunnar Erdtman y su hermano para eliminar estos finos materiales de celulosa disolviéndolos. [24] En la acetólisis, la muestra se trata con anhídrido acético y ácido sulfúrico , disolviendo materiales celulísticos y proporcionando así una mejor visibilidad para los palinomorfos.
Algunos pasos de los tratamientos químicos requieren cuidados especiales por razones de seguridad, en particular el uso de HF que se difunde muy rápidamente a través de la piel y causa quemaduras químicas graves, pudiendo ser mortales. [25]
Otro tratamiento incluye la flotación con queroseno para materiales quitinosos .
Una vez que las muestras se han preparado químicamente, se montan en portaobjetos de microscopio usando aceite de silicona, glicerol o gelatina de glicerol y se examinan mediante microscopía óptica o se montan en un trozo para microscopía electrónica de barrido .
Los investigadores suelen estudiar muestras modernas de varios sitios únicos dentro de un área determinada o muestras de un solo sitio con un registro en el tiempo, como muestras obtenidas de turba o sedimentos de lagos. Estudios más recientes han utilizado la técnica analógica moderna en la que se comparan paleomuestras con muestras modernas cuya vegetación original es conocida. [26]
Cuando los portaobjetos se observan al microscopio, el investigador cuenta el número de granos de cada taxón de polen. Este registro se utiliza a continuación para producir un diagrama de polen . Estos datos se pueden utilizar para detectar efectos antropogénicos , como la tala, [27] patrones tradicionales de uso de la tierra [28] o cambios a largo plazo en el clima regional [29].
La palinología se puede aplicar a problemas de muchas disciplinas científicas, incluidas la geología , la botánica , la paleontología , la arqueología , la pedología (estudio del suelo) y la geografía física :
Debido a que la distribución de acritarcos , quitinozoos , quistes de dinoflagelados , polen y esporas proporciona evidencia de correlación estratigráfica a través de bioestratigrafía y reconstrucción paleoambiental , una aplicación común y lucrativa de la palinología es la exploración de petróleo y gas .
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