Зачем ученые исследуют древнюю пыльцу и что она может рассказать о прошлом Земли

Если вы чихаете по весне, вы скорее всего знаете, что это связано выбросом растениями в воздух миллиардов пыльцевых зерен. Это крупинки мужского репродуктивного материала, которые становятся заметными, когда у вас слезятся глаза и течет нос. Однако пыльца — это не просто аллерген. Эти природные капсулы времени хранят сведения о прошлом Земли на протяжении миллионов лет.

Прочная внешняя оболочка пыльцевых зерен позволяет им выживать долгое время после исчезновения родительских растений. Осевшая на дне озер, океанов и рек, ископаемая пыльца может предоставить ученым уникальную историю среды, в которой родилось то или иное растение. Она может рассказать не только о растительности, но и о климате и даже человеческой деятельности с течением времени.

Типы пыльцы и количество пыльцевых зерен, обнаруженных на участке, помогают исследователям реконструировать древние леса, отслеживать изменения уровня моря и выявлять следы значительных событий, таких как падения астероидов или крушение цивилизаций. Франциска Обо Икуэнобе и Линус Виктор Аньянна, палинологи-геологи из Миссурийского университета науки и технологий, изучают такие древние окаменелости по всему миру. Ученые рассказали о нескольких примерах того, что можно узнать из микроскопических зерен пыльцы.

Когда около 66 миллионов лет назад на Землю упал астероид, который, как полагают ученые, уничтожил динозавров, он вызвал приливную волну, обрушившуюся на Северную Америку. Морские окаменелости и фрагменты горных пород, обнаруженные на юго-востоке Миссури, по-видимому, были отложены здесь мощной волной, вызванной этим событием.

Среди камней и морских ископаемых исследователи обнаружили окаменелую пыльцу позднего мелового и раннего палеоценового периодов, которая отражает изменения в окружающих экосистемах. Пыльца показывает, как экосистемы были мгновенно нарушены во время падения астероида, прежде чем постепенно восстановиться в течение сотен или тысяч лет.

Пыльца голосеменных растений, таких как сосны, а также папоротников и цветковых растений, таких как злаки, травы и пальмы, фиксирует четкую закономерность: некоторые виды лесной пыльцы исчезли после удара, что говорит об изменении растительности регионов. Затем пыльца медленно начала появляться снова по мере стабилизации окружающей среды.

Окаменелые зерна пыльцы также помогли ученым проследить более медленные, но не менее драматичные изменения вдоль восточного побережья Мексиканского залива в штатах Миссисипи и Алабама. В раннем олигоцене, около 33,9 — 28 миллионов лет назад, уровень моря поднялся и затопил низкорослые хвойные леса региона. Исследователи выявили отчетливое изменение в пыльце, выделяемой деревьями типа секвойи, гигантскими хвойными, которые когда-то доминировали на прибрежных равнинах.

Ученые смогли использовать эти данные, чтобы реконструировать, насколько далеко сместилась береговая линия вглубь суши, отслеживая соотношение пыльцевых зерен в геологической летописи и подъем морских микроископаемых. Доказательства говорят, как море затопило экосистемы суши в сотнях миль от сегодняшнего побережья. Пыльца является биологическим маркером и географическим следователем этого древнего изменения.

В Западной Австралии осадочные керны со дна озер Аэродром, Гастропод и Прадо показывают, как длительное высыхание может изменить экологию региона. В эоцене — период примерно от 55,8 млн до 33,9 млн лет назад — пышные болотные леса окружали здесь пресноводные озера. Это отражено в обильной пыльце тропических деревьев, влаголюбивых кустарников и спор папоротников, произрастающих в то время. Однако растительность резко изменилась, когда австралийская тектоническая плита сместилась на север, а климат стал более засушливым.

Верхние слои осадочных кернов, которые охватывают более поздние периоды, содержат пыльцу в основном ветроопыляемых, соле- и засухоустойчивых растений, что свидетельствует о смене растительности под воздействием растущего экологического стресса. Присутствие зеленой водоросли Dunaliella, которая процветает в очень соленой воде, а также скудной пыльцы растений, способных выживать в засушливых условиях, подтверждает, что озера, которые когда-то поддерживали леса, стали очень солеными.

Ближе к тропикам озеро Исабаль в Гватемале предлагает более поздний архив, охватывающий последние 1300 лет. Эта летопись отложений отражает как естественные климатические изменения, так и глубокое влияние землепользования человека, особенно во время подъема и падения цивилизации майя. Около 1125-1200 лет назад количество пыльцы таких культур, как кукуруза и оппортунистические травы, резко возросло, в то же время количество пыльцы деревьев упало, что отражало широкомасштабную вырубку лесов. Исторические записи показывают, что политические центры в регионе вскоре рухнули.

Только после того, как давление населения ослабло, лес начал восстанавливаться. Количество пыльцы с лиственных тропических деревьев увеличилось, что указывает на восстановление растительности, даже несмотря на сокращение количества осадков во время Малого ледникового периода между XIV и серединой XIX веков. Ископаемая пыльца показывает, как древние общества преобразовывали свои ландшафты и как на это реагировали экосистемы, предоставляя дополнительные доказательства и объяснения для других исторических свидетельств.

Все эти исследования основаны на анализе ископаемых пыльцевых зерен на основе их формы, особенностей поверхности и структуры стенок. Подсчитывая зерна — от сотен до тысяч на образец — ученые могут статистически строить картины древней растительности, присутствующих видов, их распространенности и того, как состав каждого из них менялся с климатом, изменениями уровня моря или деятельностью человека.

Поэтому и современная пыльца рассказывает историю. Поскольку сегодня климат становится теплее, поведение растений, производящих пыльцу, меняется. В умеренных регионах, таких как США, сезоны пыльцы начинаются раньше и длятся дольше из-за повышения температуры и увеличения содержания углекислого газа в атмосфере из-за транспортных средств, заводов и другой деятельности человека. Все это зафиксировано в летописи ископаемой пыльцы в слоях отложений на дне озер по всему миру.

Поддержать развитие блога можно на Boosty по ссылке.