Archeobotanika nazywana niekiedy paleobotaniką bada pozostałości roślinne związane z życiem człowieka w przeszłości. Jej celem jest badanie form wykorzystywania roślin przez człowieka, zmian we florze i roślinności wywołanych jego działalnością, ewolucji gatunków uprawnych oraz poznanie wpływu środowiska przyrodniczego na człowieka.
Szczątki roślinne zachować się mogą w postaci:
Zmineralizowanych bądź zwęglonych owoców, nasion i innych części roślin (np. pędy i liście)
Fragm. Drewna lub węgla drzewnego
Odcisków roślin w ceramice lub popiele
Palinologia – jest nauką zajmującą się badaniem współczesnych i kopalnych cząstek palinomorficznych, w tym: pyłków, zarodników, orbikuli etc., które wraz z cząstkami materii organicznej mogą znaleźć się w skałach osadowych. Jest gałęzią nauk geologicznych i biologicznych (szczególnie botaniki) i bada szczątki palinomorficzne od prekambru do holocenu.
Historia:
Pierwszy badaniem pyłków pod mikroskopem zajął się w 1640 roku angielski botanik Nehemiah Grew, który odkrył, że są one niezbędne do reprodukcji roślin. (Grew odkrył także istnienie słupków i pręcików)
Za ojca archeobotaniki w Europie uważa się jednak szwajcarskiego botanika Oswalda Heera, który w 1865 roku wydał swoje dzieło o roślinach pochodzących z neolitu i epoki brązu, w którym oznaczył 115 gatunków roślin uprawnych i dzikich oraz podał dla nich bardzo dokładną dokumentację rysunkową i opisową, przedstawił rekonstrukcję typu gospodarki, kontaktów handlowych z innymi obszarami, a także pokrewieństwo tamtych roślin do dzisiejszych.
W 1916 roku norweski geolog Lennart van Post jako pierwszy wykorzystał metodę analizy pyłkowej do stworzenia lokalnej sekwencji stratygraficznej. Niestety jego prace publikowane były jedynie w języku szwedzkim, ale jego badanie kontynuowali inni geolodzy: Gunnar Erdtman oraz Knut Fægri. Wydzielili oni szereg stref pyłkowych dla holocenu.
W 1968 roku została utworzona Międzynarodowa grupa robocza Paleoetnobotaniki (International Work Group for Palaeoethnobotany) , która przyczyniła się do ożywienia kontaktów między specjalistami europejskimi, a w latach późniejszych objęła badaczy ze wszystkich kontynentów.
Palinologia w archeologii:
Podczas badań wykopaliskowych zawsze bardziej liczyła się fauna niż flora, a to dlatego, gdyż kości po prostu bardziej rzucają się w oczy. Rośliny natomiast okazały się zachowywać znacznie lepiej niż sądzono. Ich pyłki są odporne na gnicie ze względu na zewnętrzne, prawie niezniszczalne powłoki (egzyny). Pyłki najlepiej zachowują się w kwaśnych, słabo napowietrzonych osadach torfowych i osadach w jeziorach, a także w jaskiniach ze względu na wilgotność i stałą temperaturę. Źle zachowują się w środowiskach piaszczystych, wystawionych na zmiany pogody.
Palinologia pomaga archeologii w odtwarzaniu dawnego środowiska przyrodniczego (archeologia środowiska) i dostarcza jej kilku podstawowych metod badań, których przedmiotem są:
• Pyłki roślin
• Kopalne nabłonki
• Fitolity
• Analiza osadów okrzemkowych
• Szkliwo pustyniowe
Szczególnie użyteczna przy badaniu obszarów leśnych.
Fitolity – mikroskopijne drobiny krzemionki pochodzące z komórek roślinnych, dobrze się zachowują, w dużych ilościach szczególnie w paleniskach, warstwach popiołu, ale także w naczyniach czy nawet kamiennych narzędziach. Istotną dla nas cechą fitolitów są ich niezwykle zróżnicowane kształty, które pozwalają zidentyfikować rodzinę, do której należała roślina, jednak określenie gatunku jest trudne lub niemożliwe.
Identyfikacja traw (pyłki niektórych z nich prawie nie różnią się miedzy sobą) możliwa jest dzięki analizie kutykuli –zewnętrznej warstwy ścian komórkowych, za życia rośliny chroniącej przeważnie liście i łodygę przed promieniowaniem ultrafioletowym i nadmiernym parowaniem. Dzięki kutynie (odpornej na zniszczenie) zachowują się charakterystyczne, diagnostyczne cechy pozwalające określić rodzaj rośliny. Analizie mogą zostać poddane nawet szczątki pochodzące z żołądków czy koprolitów.
Analiza pyłkowa – jest to metoda, którą posługują się palinologia i paleobotanika w celu poznania przemian szaty roślinnej, dających podstawę do wnioskowania o klimacie i całokształcie warunków ekologicznych w dawnych okresach geologicznych. Podstawowym jej celem jest odtworzenie historii roślinności.
Analizy pyłkowe odzwierciedlają wpływ człowieka na środowisko. Zmiany widoczne w diagramach pyłkowych ujawniają np. zmniejszanie udziału roślin drzewiastych i pojawienie się pyłków roślin uprawnych i towarzyszących im chwastów, co wskazuje na wprowadzenie rolnictwa i hodowli.
Analiza pyłkowa możliwa jest dzięki ogromnemu zróżnicowaniu kształtów pyłków, których rozmiary wynoszą od kilku do dwustu mikrometrów oraz temu, że zewnętrzna część błony komórkowej dobrze zachowuje się w warunkach kopalnych.
Pozwala na badanie:
Wpływu człowieka na środowisko
Funkcji pomieszczeń, naczyń i narzędzi
Diety dawnych ludzi
Różnic społecznych, kulturalnych pomiędzy ludami, obyczajów religijnych
Klimatu
Analiza pyłkowa
Próbki pobierane są w regularnych odstępach z warstw stanowiska. Przy ich pobieraniu należy uważać na zanieczyszczenia. Ziarna pyłków pobierane są z gleby, badanie pod mikroskopem i identyfikowane na podstawie kształtów egzyn i naturalnego urzeźbienia powierzchni wyróżniającego rozmaite rodziny i rodzaje roślin. Można je także znaleźć w cegłach mułowych, naczyniach, grobach, bandażach mumii, wnętrznościach zachowanych ciał czy koprolitach. Próbki są następnie badane w laboratoriach. Mała część każdej próbki badana jest pod mikroskopem w celu zidentyfikowania kilkaset ziarn każdej z nich. Każdy gatunek roślin produkuje ziarna pyłków różniące się kształtem i urzeźbieniem powierzchni, mimo to czasami trudno je zidentyfikować. Zliczanie ziaren jest długie i pracochłonne, bo nadal robi się to „na piechotę”. Po zakończeniu identyfikacji zlicza się ilość ziarn pyłku dla każdego taksonu i każdej warstwy zazwyczaj jako procent całej liczby ziarn tej warstwy. Wyniki rysuje się w postaci krzywych tworzących diagramy pyłkowe. Przedstawiają one zmiany klimatyczne na jakiejś sekwencji czasowej, natomiast jako wskazówki używa się danych o współczesnej tolerancji klimatycznej tych roślin. Obraz zmian wymaga korekt, gdyż każdy gatunek roślin wytwarza inną ilość pyłków (niektóre mogą być nadmiernie reprezentowane). Są też one w różny sposób przenoszone (wiatr, owady) na bliższe lub dalsze odległości.
Archeobotanika w Polsce:
Autorem pierwszej analizy archeobotanicznej w Polsce był Józef Rostafiński z Uniwersytetu Jagiellońskiego, który oznaczył rośliny znalezione przy mumiach peruwiańskich. (1877r.)
Po II wojnie światowej nastąpił rozkwit badań paleobotanicznych w Polsce. Utworzono pracownie techniczne przy placówkach archeologicznych i botanicznych m.in. w Warszawie, Krakowie, Poznaniu i Gdańsku.
Wady metody:
• Różna ilość wytwarzanych pyłków wśród roślin
• Możliwość przenoszenia pyłków na duże i różne odległości