Articulo de referencia

Palinología

Granos de polen y esporas vistos bajo diferentes microscopios de grado de investigación, incluyendo microscopía confocal . [ 1 ] La palinología es el estudio de los microorganis...

Granos de polen y esporas vistos bajo diferentes microscopios de grado de investigación, incluyendo microscopía confocal . [ 1 ]

La palinología es el estudio de los microorganismos y fragmentos microscópicos de macroorganismos compuestos de material orgánico resistente a los ácidos, presentes en sedimentos , rocas sedimentarias e incluso algunas rocas metasedimentarias. Los palinomorfos son restos orgánicos microscópicos, resistentes a los ácidos, producidos por una amplia variedad de plantas , animales y protistas que han existido desde el Proterozoico tardío . [ 2 ] [ 3 ]

Es la ciencia que estudia los palinomorfos contemporáneos y fósiles (paleopalinología), incluyendo polen , esporas , orbículas , dinocistos , acritarcos , quitinozoos y escolecodontos , junto con materia orgánica particulada (MOP) y querógeno que se encuentra en rocas y sedimentos sedimentarios . La palinología no incluye diatomeas , foraminíferos ni otros organismos con conchas silíceas o calcáreas . Las palabras palinología y palinomorfo derivan del griego antiguo παλύνω ( palúnō , 'yo esparzo, rocío'). [ 3 ] [ 4 ]

La palinología es una ciencia interdisciplinaria que se sitúa en la intersección de las ciencias de la Tierra ( geología o ciencias geológicas) y las ciencias biológicas ( biología ), en particular las ciencias vegetales ( botánica ). La bioestratigrafía , una rama de la paleontología y la paleobotánica , estudia los palinomorfos fósiles desde el Precámbrico hasta el Holoceno por su utilidad en la datación relativa y la correlación de estratos sedimentarios . La palinología también se utiliza para datar y comprender la evolución de muchas especies 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 muy útil en disciplinas como la arqueología , la producción de miel y el derecho penal y civil . [ 3 ] [ 4 ] En arqueología, la palinología se utiliza ampliamente para reconstruir paleoambientes antiguos y cambios ambientales que influyeron significativamente en las sociedades humanas del pasado, así como para 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 solo proporciona información importante sobre la ecología de las abejas, sino que también es una herramienta importante para descubrir y controlar la adulteración criminal y el etiquetado erróneo 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 ]

Palinomorfos

Los palinomorfos se definen generalmente como restos orgánicos, incluidos microfósiles y fragmentos microscópicos de macroorganismos, compuestos de material orgánico resistente a los ácidos y con un tamaño que oscila entre 5 y 500 micrómetros . Se extraen de suelos, rocas sedimentarias , 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 ]

Un esporangio del Silúrico tardío con esporas triletes . Estas esporas proporcionan la evidencia más antigua de vida en la tierra. [ 7 ] Verde : Una tétrada de esporas. Azul : Una espora con una marca trilete: la cicatriz en forma de Y. Las esporas miden aproximadamente 30-35 μm de diámetro. 

Los palinomorfos constituyen un registro geológico importante para determinar el tipo de vida prehistórica que existía en el momento en que se depositaron los estratos sedimentarios. Como resultado, estos microfósiles proporcionan pistas importantes sobre las condiciones climáticas predominantes de la época. Su utilidad paleontológica se deriva de su abundancia, que se cuenta por millones de palinomorfos por gramo en depósitos marinos orgánicos, incluso cuando dichos depósitos generalmente no son fosilíferos . Sin embargo, los palinomorfos suelen destruirse 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 gusanos anélidos poliquetos ), órganos de artrópodos (como piezas bucales de insectos ) y quitinozoos . Las estructuras microscópicas palinomorfas, abundantes en la mayoría de los sedimentos, son resistentes a la extracción rutinaria de polen. [ 6 ]

Palinofacies

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 rocas sedimentarias . El estudio de la palinofacies de un ambiente deposicional sedimentario puede utilizarse para conocer los paleoambientes deposicionales de rocas sedimentarias en geología de exploración, a menudo en combinación con análisis palinológicos y reflectancia de vitrinita . [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]

Las palinofacies se pueden utilizar de dos maneras:

Historia

Muestreo de núcleos de polen , Fort Bragg, Carolina del Norte

Historia temprana

Las primeras observaciones de polen bajo un microscopio probablemente datan de la década de 1640, realizadas por el botánico inglés Nehemiah Grew , [ 11 ] 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 capas de carbón del Devónico y Carbonífero y hacer comparaciones entre las esporas vivas y las antiguas esporas fósiles. [ 12 ] Entre los primeros investigadores se encuentran Christian Gottfried Ehrenberg ( radiolarios , diatomeas y quistes de dinoflagelados ), Gideon Mantell ( desmidias ) y Henry Hopley White (quistes de dinoflagelados).

Desde la década de 1890 hasta la de 1940

Polen de pino visto bajo un microscopio óptico simple moderno.

El análisis cuantitativo del polen comenzó con la publicación del trabajo de Lennart von Post . [ 13 ] Aunque publicó en sueco, su metodología alcanzó una amplia difusión a través de sus conferencias. En particular, su conferencia de Kristiania de 1916 fue importante para lograr una mayor audiencia. [ 14 ] Debido a que las primeras investigaciones se publicaron en lenguas nórdicas ( escandinavas ), el campo del análisis del polen se limitó a esos países. [ 15 ] Este aislamiento terminó con la publicación en alemán de la tesis de Gunnar Erdtman de 1921. La metodología del análisis del polen se extendió por toda Europa y América del Norte y revolucionó la investigación sobre la vegetación del Cuaternario y el cambio climático . [ 14 ] [ 16 ]

Entre los primeros investigadores del polen se encuentra Früh (1885), [ 17 ] quien enumeró muchos tipos comunes de polen de árboles y un número considerable de esporas y granos de polen de hierbas . Existe un estudio de muestras de polen tomadas de sedimentos de lagos suecos por Trybom (1888); [ 18 ] se encontró polen de pino y abeto en tal profusión que los consideró útiles como " fósiles índice ". Georg FL Sarauw estudió polen fósil de edad del Pleistoceno medio ( Cromeriense ) del puerto de Copenhague . [ 19 ] Lagerheim (en Witte 1905) y C.  A. Weber (en H.  A. Weber 1918) parecen estar entre los primeros en realizar cálculos de "frecuencia porcentual".

Desde la década de 1940 hasta 1989

El término palinología fue introducido por Hyde y Williams en 1944, tras correspondencia con el geólogo sueco Ernst Antevs , en las páginas del Pollen Analysis Circular (una de las primeras revistas dedicadas al análisis de polen, producida por Paul Sears en Norteamérica). Hyde y Williams eligieron palinología basándose en las palabras griegas paluno que significa 'rociar' y pale que significa 'polvo' (y por lo tanto similar a la palabra latina polen ). [ 20 ] El trasfondo basado en archivos de la adopción del término palinología y de nombres alternativos (por ejemplo, paepalología , polenología ) ha sido explorado exhaustivamente. [ 21 ] Allí se ha argumentado que la palabra ganó aceptación general una vez utilizada por el influyente palinólogo sueco Gunnar Erdtman .

El análisis de polen en Norteamérica se originó gracias a Phyllis Draper , estudiante de maestría bajo la tutela de Sears en la Universidad de Oklahoma. Durante su tiempo como estudiante, desarrolló el primer diagrama de polen a partir de una muestra que representaba el porcentaje de varias especies a diferentes profundidades en Curtis Bog. Esto marcó la introducción del análisis de polen en Norteamérica; [ 22 ] los diagramas de polen actuales a menudo mantienen el mismo formato, con la profundidad en el eje Y y la abundancia de especies en el eje X.

Desde la década de 1990 hasta el siglo XXI

El análisis del polen avanzó rápidamente en este período gracias a los avances en óptica y computación. Gran parte de la ciencia fue revisada por Johannes Iversen y Knut Fægri en su libro de texto sobre el tema. [ 23 ]

Métodos para el estudio de los palinomorfos

Preparación química

La digestión química sigue una serie de pasos. [ 24 ] Inicialmente, el único tratamiento químico utilizado por los investigadores fue el tratamiento con hidróxido de potasio (KOH) para eliminar las sustancias húmicas ; la defloculación se logró mediante tratamiento superficial o tratamiento ultrasónico, aunque la sonicación puede causar la ruptura de la exina del polen. [ 15 ] En 1924, Assarson y Granlund introdujeron el uso de ácido fluorhídrico (HF) para digerir minerales de silicato , lo que redujo considerablemente el tiempo necesario para examinar las láminas en busca de palinomorfos. [ 25 ]

Los estudios palinológicos con turberas presentaron un desafío particular debido a la presencia de material orgánico bien conservado, incluyendo finas raicillas, folíolos de musgo y hojarasca orgánica. Este fue el último gran desafío en la preparación química de los materiales para el estudio palinológico. Gunnar Erdtman y su hermano desarrollaron la acetólisis para eliminar estos finos materiales celulósicos disolviéndolos. [ 26 ] En la acetólisis, la muestra se trata con anhídrido acético y ácido sulfúrico , disolviendo los materiales celulósicos y proporcionando así una mejor visibilidad de los palinomorfos. [ 27 ]

Algunos pasos de los tratamientos químicos requieren especial cuidado 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. [ 28 ]

Otro tratamiento consiste en la flotación con queroseno para materiales quitinosos .

Análisis

Una vez preparadas químicamente las muestras, se montan en portaobjetos de microscopio utilizando aceite de silicona, glicerol o gelatina de glicerol y se examinan mediante microscopía óptica o se montan en un soporte para microscopía electrónica de barrido .

Los investigadores suelen estudiar muestras modernas de varios yacimientos únicos dentro de un área determinada, o muestras de un solo yacimiento con un registro a lo largo del tiempo, como muestras obtenidas de turba o sedimentos lacustres. Estudios más recientes han utilizado la técnica del análogo moderno, en la que se comparan muestras paleoclimáticas con muestras modernas de las que se conoce la vegetación original. [ 29 ]

Cuando las muestras se observan bajo un microscopio, el investigador cuenta el número de granos de cada taxón de polen. Este registro se utiliza posteriormente para elaborar un diagrama de polen . Estos datos pueden utilizarse para detectar efectos antropogénicos , como la tala de árboles, [ 30 ] patrones tradicionales de uso de la tierra [ 31 ] o cambios a largo plazo en el clima regional [ 32 ].

Aplicaciones

La palinología se puede aplicar a problemas en muchas disciplinas científicas, incluyendo geología , botánica , paleontología , arqueología , pedología (estudio del suelo) y geografía física :

Véase también

  • Abertura (botánica) – Áreas en las paredes de un grano de polen, donde la pared es más delgada y/o blanda. 
  • Aeroplancton : diminutas formas de vida que flotan y se desplazan en el aire, transportadas por el viento. 
  • Microbiología – Estudio de los organismos microscópicos (microbios) 

Referencias

  1. Jaramillo, Carlos; Punyasena, Surangi W.; de Alba, Daurys; Alveo, Roxana; Arcila, Angélica; Bermúdez, Jorge; Bustos, Jonatan; Caballero-Rodríguez, Dayenari; Cárdenas, Karen; Caro, David; Carvajal, Francy; Castañeda, Ivonne Marcela; Chaves, Shara; D'Apolito, Carlos; Díaz-Jaramillo, Andrés (1 de agosto de 2025). "Digitalizar colecciones para desbloquear todo el potencial de la palinología: un estudio de caso con la colección de palinología del Smithsonian" . Plantas, Personas, Planeta . 8 (4) págs.3.70073. doi : 10.1002/ppp3.70073 . ISSN 2572-2611 . 
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  4. 1 2 3 4 Kneller, M., y Fowell, F., 2009. Palinología. En Gornitz, V., ed., pp. 766-768., Enciclopedia de paleoclimatología y ambientes antiguos. Ginebra, Suiza, Springer Dordrecht. 1049 pp.
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Fuentes

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  • La AASP - La Sociedad Palinológica
  • Federación Internacional de Sociedades Palinológicas
  • Laboratorio de Palinología, Instituto Francés de Pondicherry, India
  • Unidad de Palinología, Jardines Botánicos de Kew, Reino Unido
  • PalDat, base de datos palinológica alojada por la Universidad de Viena, Austria.
  • La Sociedad Micropaleontológica
  • Commission Internationale de Microflore du Paléozoique (CIMP), Comisión Internacional de Palinología Paleozoica
  • Centro de Palinología, Universidad de Sheffield, Reino Unido
  • Grupo de Especialistas en Palinología de la Sociedad Linneana (LSPSG)
  • Asociación Canadiense de Palinólogos
  • Literatura sobre identificación de polen y esporas
  • Palinología del Anillo, Países Bajos y Bélgica
  • Palinofacies , un directorio de enlaces anotados.
  • Acosta et al ., 2018. Cambio climático y poblamiento del Neotrópico durante la transición Pleistoceno-Holoceno. Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana. http://boletinsgm.igeolcu.unam.mx/bsgm/index.php/component/content/article/368-sitio/articulos/cuarta-epoca/7001/1857-7001-1-Acosta
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