పుప్పొడి సేంద్రియ కణాల అధ్యయనం
పాలియాలజీ (Palynology) అనేది కంటికి నేరుగా కనిపించని అతి చిన్న వస్తువుల గురించి చదివే ఒక విజ్ఞాన శాస్త్రం. దీనిని సూక్ష్మజీవుల (microorganisms) అధ్యయనం అని కూడా పిలుస్తారు. పెద్ద జీవులకు సంబంధించిన అతి చిన్న భాగాలను కూడా ఈ శాస్త్రం పరిశీలిస్తుంది. ఈ చిన్న భాగాలు సేంద్రియ పదార్థం (organic material) తో తయారవుతాయి. వీటి ప్రత్యేకత ఏమిటంటే, ఇవి బలమైన ఆమ్లం (acid) లో వేసినా కూడా కరిగిపోవు. ఇవి సాధారణంగా భూమి లోపల ఉండే అవక్షేపం (sediment), అవక్షేప శిల (sedimentary rock) లలో దొరుకుతాయి.
పాలియాలజీ శాస్త్రవేత్తలు అధ్యయనం చేసే ఈ చిన్న వస్తువులను పాలినోమార్ఫ్స్ (palynomorphs) అని పిలుస్తారు. ఇవి జీవుల నుండి వెలువడే చిన్న వ్యర్థాలు లేదా మిగిలిపోయిన భాగాలు. ఇవి రకరకాల మొక్కలు (plants), జంతువులు (animals), ప్రోటిస్టా (Protista) నుండి వస్తాయి. ఈ జీవులు భూమి మీద చాలా కాలం నుండి, అంటే ప్రోటెరోజోయిక్ (Proterozoic) యుగం చివరి నుండి జీవిస్తున్నాయి.Neuendorf, K.K.E., J.P. Mehl, Jr., and J.A. Jackson, eds., 2005, Glossary of Geology (5th ed.). Alexandria, Virginia, American Geological Institute. 779 pp. ISBN 0-922152-76-4
పాలియాలజీ అవలోకనం (Overview)
పాలియాలజీ శాస్త్రం ప్రస్తుతం బ్రతికి ఉన్న జీవుల గురించి, అలాగే కొన్ని మిలియన్ల సంవత్సరాల క్రితం చనిపోయి రాయిగా మారిన శిలాజాలు (fossil) గురించి వివరిస్తుంది. శిలాజాల గురించి చేసే అధ్యయనాన్ని పేలియో పాలియాలజీ (paleopalynology) అంటారు. ఈ శాస్త్రం కింద చాలా విషయాలను పరిశీలిస్తారు:
పూలు, చెట్ల నుండి వచ్చే పుప్పొడి (Pollen).
ఫెర్న్ మొక్కలు, నాచు (moss) నుండి వచ్చే సిద్ధబీజాలు (Spores).
సముద్రపు నీటిలో ఉండే సూక్ష్మజీవులైన డైనోసిస్ట్లు (Dinocysts), అక్రిటార్క్లు (acritarchs).
చిన్న చిన్న జంతువుల భాగాలు, ఉదాహరణకు స్కోలెకోడాంట్లు (scolecodonts).
ఈ శాస్త్రం రాళ్లలో దొరికే సేంద్రియ పదార్థ కణాలు (particulate organic matter), కెరోజెన్ (kerogen) వంటి వాటిని కూడా పరిశీలిస్తుంది. అయితే, పాలియాలజీలో డయాటమ్స్ (diatoms) లేదా ఫొరామినిఫెరాన్స్ (foraminiferans) గురించి అధ్యయనం చేయరు. ఎందుకంటే, ఆ జీవుల పైకవచాలు లేదా షెల్స్ సిలికా (silica) లేదా కాల్షియం (calcium) తో తయారవుతాయి. ఇవి పాలియాలజీలో చదివే సేంద్రియ పదార్థాలు కావు.
"పాలియాలజీ" అనే పదం గ్రీకు భాష నుండి వచ్చింది. గ్రీకులో పాలిని (palynō) అంటే "చల్లడం" లేదా "వెదజల్లడం" అని అర్థం. గాలిలో దుమ్ము లేదా పుప్పొడి రేణువులు ఎలా వ్యాపిస్తాయో చెప్పడానికి ఈ పదాన్ని ఎంచుకున్నారు.Williams, G., Fensome, R.A., Miller, M. and Bujak, J., 2020. Microfossils: palynology. In Sorkhabi, R., ed., 15 pp., Encyclopedia of Petroleum Geoscience. Geneva, Switzerland, Springer Nature. 1000 pp.Kneller, M., and Fowell, F., 2009. Palynology. In Gornitz, V., ed., pp. 766-768., Encyclopedia of Paleoclimatology and Ancient Environments. Geneva, Switzerland, Springer Dordrecht. 1049 pp.
పాలియాలజీ ఎందుకు ముఖ్యమైనది?
పాలియాలజీ అనేది ఒకే ఒక శాస్త్రం కాదు. ఇది చాలా రకాల శాస్త్రాల కలయిక. ఇది భూ విజ్ఞాన శాస్త్రం (geology), జీవ శాస్త్రం (biology) లను కలుపుతుంది. ముఖ్యంగా మొక్కల గురించి చదివే వృక్షశాస్త్రం (botany) కి ఇది చాలా దగ్గరగా ఉంటుంది.
రాళ్ల వయస్సును కనిపెట్టడం (Dating Rocks)
ఈ శాస్త్రంలో ఒక ముఖ్యమైన భాగం బయోస్ట్రాటిగ్రఫీ (biostratigraphy). శాస్త్రవేత్తలు రాళ్ల పొరలలో దొరికే పాలినోమార్ఫ్ శిలాజాలను ఉపయోగించి ఆ రాళ్లు ఎంత పాతవో తెలుసుకుంటారు. దీనిని సాపేక్ష కాల నిర్ణయం (relative dating) అంటారు. వేర్వేరు రాళ్ల పొరల్లో దొరికే శిలాజాలను పోల్చి చూడటం ద్వారా, ఏ రాయి పాతదో, ఏ రాయి కొత్తదో గుర్తిస్తారు. ఇది ప్రి కాంబ్రియన్ (Precambrian) కాలం నుండి నేటి వరకు భూమి మీద జీవం ఎలా మారిందో అర్థం చేసుకోవడానికి సహాయపడుతుంది.
వాతావరణ చరిత్ర (Climate History)
పేలియో క్లైమాటాలజీ (paleoclimatology) లో భాగంగా, శాస్త్రవేత్తలు పాత శిలాజాలను పరిశీలించి గతంలో వాతావరణం ఎలా ఉండేదో తెలుసుకుంటారు. కొన్ని మిలియన్ల ఏళ్ల క్రితం ఒక ప్రాంతంలో ఎలాంటి మొక్కలు పెరిగేవో వారు చూడగలరు. ఇది పురాతన పర్యావరణం (ecology), వాతావరణ మార్పు (climate change) ల గురించి ఒక స్పష్టమైన చిత్రాన్ని ఇస్తుంది.
ఇతర ఉపయోగాలు
పాలియాలజీ ఇంకా చాలా రంగాల్లో ఉపయోగపడుతుంది:
పురావస్తు శాస్త్రం (Archaeology): పూర్వ కాలంలో మనుషులు ఏమి తినేవారు, వారి ఇళ్ల చుట్టూ ఎలాంటి వాతావరణం ఉండేదో తెలుసుకోవడానికి ఇది ఉపయోగపడుతుంది.
తేనె పరిశోధన: మెలిసోపాలియాలజీ (Melissopalynology) అనేది తేనె (honey) లో ఉండే పుప్పొడి గురించి చదివే శాస్త్రం. దీని ద్వారా ఆ తేనె ఏ పూల నుండి వచ్చింది, అది స్వచ్ఛమైనదేనా కాదా అని తెలుసుకోవచ్చు.
నేర పరిశోధన: ఫోరెన్సిక్ పాలియాలజీ (Forensic palynology) నేరాలను పరిష్కరించడానికి పుప్పొడిని ఉపయోగిస్తుంది. నేరం జరిగిన చోట ఉండే ప్రత్యేకమైన పుప్పొడి రేణువులు నేరస్థుడి బట్టలకు అంటుకోవచ్చు.Laurence, A.R., and Bryant, V.M., 2009. Forensic Palynology. In Bruinsma, G., and Weisburd, D., ed., pp. 1471-1754., Encyclopedia of Criminology and Criminal Justice. New York, New York, Springer Science+Business Media. 5632 pp.
పాలినోమార్ఫ్స్ (Palynomorphs)
పాలినోమార్ఫ్స్ అంటే చాలా చిన్న సేంద్రియ అవశేషాలు. ఇవి సాధారణంగా 5 నుండి 500 మైక్రోమీటర్ (micrometre) ల పరిమాణంలో ఉంటాయి. శాస్త్రవేత్తలు వీటిని మట్టి లేదా రాళ్ల నుండి బయటకు తీయడానికి కొన్ని రసాయనాలను ఉపయోగిస్తారు. బలమైన ఆమ్లాలను వాడి రాయిని కరిగించేస్తారు. అప్పుడు రాయి కరిగిపోతుంది కానీ లోపల ఉన్న సేంద్రియ ముక్కలు మాత్రం అలాగే మిగిలి ఉంటాయి.
ఈ ముక్కలు తరచుగా కైటిన్ (chitin) లేదా స్పోరోపోలెనిన్ (sporopollenin) వంటి చాలా గట్టి పదార్థాలతో తయారవుతాయి.Traverse, A., 2007, Paleopalynology (2nd ed.). Amsterdam, the Netherlands, Springer-Dordrecht. 813 pp. ISBN 978-1-4020-5609-3 ఇవి ఎంత గట్టివంటే, భూమి లోపల మిలియన్ల సంవత్సరాల పాటు పాడవకుండా ఉంటాయి. అందుకే మనకు భూమి మీద జీవం పుట్టినప్పటి నుండి ఒక సుదీర్ఘ చరిత్ర అందుబాటులో ఉంది. అయితే, రాళ్లు బాగా వేడెక్కినా లేదా భూమి లోపలి ఒత్తిడికి నలిగిపోయినా, అంటే రూపాంతర శిల (metamorphic rock) గా మారినప్పుడు, ఈ పాలినోమార్ఫ్స్ నాశనం అయిపోతాయి.
పాలినోఫేసీస్ (Palynofacies)
ఒక నిర్దిష్ట రాతి పొరలో దొరికే మొత్తం సేంద్రియ పదార్థాల సమూహాన్ని పాలినోఫేసీస్ (palynofacies) అని పిలుస్తారు. ఈ పదాన్ని మొదట 1964లో ఆండ్రీ కొంబాజ్ అనే ఫ్రెంచ్ భూవిజ్ఞాన శాస్త్రవేత్త ఉపయోగించారు. ఆ రాయి ఏ వాతావరణంలో తయారైందో తెలుసుకోవడానికి శాస్త్రవేత్తలు పాలినోఫేసీస్ ను అధ్యయనం చేస్తారు. పెట్రోలియం, సహజ వాయువు (natural gas) వంటి ఇంధనాలను వెతకడానికి ఇది చాలా అవసరం.
పాలినోఫేసీస్ ను రెండు పద్ధతుల్లో పరిశీలిస్తారు:
ఆర్గానిక్ పాలినోఫేసీస్: ఇది కెరోజెన్ (kerogen) తో పాటు అన్ని రకాల సేంద్రియ ముక్కలను పరిశీలిస్తుంది. శాస్త్రవేత్తలు ప్రత్యేకమైన అల్ట్రావయోలెట్ (ultraviolet) కాంతి ఉన్న సూక్ష్మదర్శినిలను ఉపయోగించి దీనిని పరిశీలిస్తారు.
పాలినోమార్ఫ్ పాలినోఫేసీస్: ఇది కేవలం కొన్ని ప్రత్యేకమైన సూక్ష్మ శిలాజాల మీద మాత్రమే దృష్టి పెడుతుంది. ఉదాహరణకు, ఒక రాయిలో డైనోఫ్లాగెల్లేట్లు (dinoflagellates) వంటి సముద్రపు శిలాజాలు ఎక్కువగా ఉంటే, ఆ రాయి సముద్రంలో తయారైందని తెలుస్తుంది.
చరిత్ర (History)
ప్రారంభ చరిత్ర
1640వ సంవత్సరంలో బ్రిటన్ కు చెందిన వృక్షశాస్త్రవేత్త నెహెమ్యా గ్రూ (Nehemiah Grew) మొదటిసారిగా పుప్పొడిని సూక్ష్మదర్శిని కింద చూశారు.Bradbury, S., 1967, The Evolution of the Microscope, Pergamon Press, New York, 375 p. మొక్కలు కొత్త విత్తనాలను తయారు చేయడానికి పుప్పొడి అవసరమని ఆయనే మొదటిసారిగా చెప్పారు.
1870లలో సూక్ష్మదర్శినిలు మరింత మెరుగుపడ్డాయి. రాబర్ట్ కిడ్స్టన్ (Robert Kidston) వంటి శాస్త్రవేత్తలు బొగ్గు (coal) లో శిలాజ సిద్ధబీజాలను కనుగొన్నారు. వారు ఆ పురాతన సిద్ధబీజాలను ప్రస్తుతం ఉన్న మొక్కల సిద్ధబీజాలతో పోల్చి చూశారు.Jansonius, J., and D.C. McGregor, 1996, Introduction, Palynology: Principles and Applications, AASP Foundation, vol. 1, pp. 1–10.
1890ల నుండి 1940ల వరకు
ఆధునిక పుప్పొడి విశ్లేషణను స్వీడన్ కు చెందిన లెన్నార్ట్ వోన్ పోస్ట్ (Lennart von Post) ప్రారంభించారు. అడవుల చరిత్రను పుప్పొడి గణన ద్వారా ఎలా తెలుసుకోవచ్చో ఆయన నిరూపించారు. మొదట్లో ఆయన పరిశోధనలు స్వీడిష్ భాషలో ఉండటంతో చాలా మందికి తెలియలేదు. తరువాత, గున్నార్ ఎర్డ్ట్మాన్ (Gunnar Erdtman) 1921లో జర్మన్ భాషలో ఒక పుస్తకం రాశారు. దీనివల్ల ఈ శాస్త్రం ఐరోపా (Europe), ఉత్తర అమెరికా (North America) ప్రాంతాలకు వ్యాపించింది.
1940ల నుండి 1989 వరకు
"పాలియాలజీ" అనే అసలు పదాన్ని 1944లో సృష్టించారు. హైడ్, విలియమ్స్ అనే ఇద్దరు శాస్త్రవేత్తలు ఈ పేరును పెట్టారు. "దుమ్ము గురించి అధ్యయనం" అనే అర్థం వచ్చేలా ఒక పదం కావాలని వారు దీనిని ఎంచుకున్నారు.Hyde, H.A., and D.A. Williams, 1944, The Right Word, Pollen Analysis Circular, vol. 8, p. 6.
ఉత్తర అమెరికాలో ఫిలిస్ డ్రేపర్ (Phyllis Draper) అనే విద్యార్థి మొదటిసారిగా "పుప్పొడి రేఖాచిత్రం" (pollen diagram) తయారు చేశారు. భూమిలో వేర్వేరు లోతులలో దొరికే పుప్పొడిని బట్టి, కాలక్రమేణా మొక్కల రకాలు ఎలా మారాయో చూపే చార్ట్ ఇది.Draper, P., 1928, A demonstration of the technique of pollen analysis, Proceedings of the Oklahoma Academy of Science, vol. 8, pp. 63–64.
1990ల నుండి నేటి వరకు
20వ శతాబ్దం చివరలో కంప్యూటర్లు, మెరుగైన లెన్స్ల వల్ల పాలియాలజీ పరిశోధనలు చాలా వేగంగా మారాయి. క్నట్ ఫేగ్రీ (Knut Fægri), జోహన్నెస్ ఐవర్సన్ (Johannes Iversen) వంటి శాస్త్రవేత్తలు రాసిన పాఠ్యపుస్తకాలు ఈ శాస్త్రానికి కొన్ని నియమాలను నిర్ణయించాయి.
పాలినోమార్ఫ్స్ ను శాస్త్రవేత్తలు ఎలా అధ్యయనం చేస్తారు?
నమూనాలను సిద్ధం చేయడం (Preparing the Samples)
శిలాజాలను చూడటానికి ముందు, శాస్త్రవేత్తలు మట్టి లేదా రాతి నమూనాలను శుభ్రం చేయాలి. దీనికోసం కొన్ని దశలు ఉంటాయి:
అనవసరమైన సేంద్రియ వ్యర్థాలను తొలగించడానికి వారు పొటాషియం హైడ్రాక్సైడ్ (KOH) ఉపయోగిస్తారు.
సిలికేట్ (silicate) రాళ్లను కరిగించడానికి వారు హైడ్రోఫ్లోరిక్ ఆమ్లం (HF) వాడతారు. ఇది చాలా ప్రమాదకరమైనది, కాబట్టి దీనిని జాగ్రత్తగా వాడాలి.Monash University, 1995, Hydrofluoric acid fatality in Perth - hazard alert.
గున్నార్ ఎర్డ్ట్మాన్ కనిపెట్టిన ఎసిటోలిసిస్ (acetolysis) అనే పద్ధతిని వాడతారు. ఇది మొక్కల కణ గోడలలో ఉండే సెల్యులోజ్ (cellulose) ను కరిగించడానికి ఆమ్లాలను ఉపయోగిస్తుంది.
నమూనాలను విశ్లేషించడం (Analyzing the Samples)
శుభ్రం చేసిన తర్వాత, పాలినోమార్ఫ్స్ ను గాజు స్లైడ్ల మీద ఉంచుతారు. శాస్త్రవేత్తలు వీటిని చూడటానికి కాంతి సూక్ష్మదర్శిని (light microscope) ఉపయోగిస్తారు. శాస్త్రవేత్త తనకు కనిపించే ప్రతి పుప్పొడి రేణువును లెక్కిస్తారు. ఈ లెక్కల ఆధారంగా ఒక పుప్పొడి రేఖాచిత్రం (pollen diagram) తయారు చేస్తారు. ఈ చిత్రం పర్యావరణం ఎలా మారిందో చూపిస్తుంది.Heusser, Calvin J., 1985, Late-Quaternary climatic change on the American North Pacific coast, Nature, vol. 315, pp. 485–487.
ఉపయోగాల జాబితా
పాలియాలజీ వివిధ రంగాల్లో ఎంతో ఉపయోగకరంగా ఉంది:
చమురు అన్వేషణ: చమురు (oil) కంపెనీలు భూమి అడుగున చమురు ఎక్కడ ఉందో కనిపెట్టడానికి ఈ చిన్న శిలాజాలను ఉపయోగిస్తాయి.
వాతావరణ మార్పు: పాత పుప్పొడిని చూడటం ద్వారా, మిలియన్ల సంవత్సరాలుగా భూమి ఉష్ణోగ్రత ఎలా మారిందో మనం తెలుసుకోవచ్చు.
వృక్షశాస్త్రం: మొక్కలను వేర్వేరు కుటుంబాలుగా విభజించడానికి శాస్త్రవేత్తలు పుప్పొడిని ఉపయోగిస్తారు. దీనిని పాలినోటాక్సానమీ (Palynotaxonomy) అంటారు.
అలెర్జీలు: గాలిలో ఉండే పుప్పొడి వల్ల వచ్చే గవత జ్వరం (hay fever) వంటి అలెర్జీల గురించి ఆసుపత్రులు ప్రజలను హెచ్చరిస్తాయి.
పురావస్తు శాస్త్రం: పాత చెత్త లేదా సమాధులలో దొరికే పుప్పొడి ద్వారా వేల సంవత్సరాల క్రితం మనుషులు ఎలా జీవించారో తెలుస్తుంది.
చట్టం మరియు నేరం: నేరస్థుడి బట్టల మీద ఉండే పుప్పొడిని బట్టి వారు నేరం జరిగిన చోట ఉన్నారని పోలీసులు నిరూపిస్తారు.
ఇవి కూడా చూడండి
మూలాలు
ఆధారాలు
Moore, P.D., et al. (1991), Pollen Analysis (Second Edition). Blackwell Scientific Publications. ISBN 0-632-02176-4
Traverse, A. (1988), Paleopalynology. Unwin Hyman. ISBN 0-04-561001-0
Roberts, N. (1998), The Holocene an environmental history, Blackwell Publishing. ISBN 0-631-18638-7