Natuurwetenschappen en archeologie
1. Planten
De plantenwereld bestaat uit verschillende types van planten, namelijk lagere planten (algen en wieren, schimmels
en zwammen, mossen, varens…) en hogere planten (grassen, bomen, struiken…).
Schimmels en zwammen Varen Mos Algen
In een archeologische context blijft vaak een grote variatie van deze plantenresten bewaard, die aan de hand van
een tafonomische studie een waardevolle informatiebron zijn voor paleomilieustudies. De tafonomie beschrijft
namelijk hoe plantenresten in de stratigrafische context zijn terechtgekomen en hoe ze daarin bewaard zijn gebleven.
Ieder type plantenresten die we in een archeologische context terugvinden, beschouwen we als een proxy:
1.1. Pollen en sporen (palynologie)
De palynologie omvat de studie van pollen (stuifmeelkorrels) en sporen, die in een
bepaalde context bewaard zijn gebleven. Pollen zijn de microscopisch kleine (25-35
µm) mannelijke voortplantingscellen van hogere planten, die worden gevormd door
de zaadproducerende planten angiospermen & gymnospermen. Sporen daarentegen
zijn de eencellige verspreidingsvormen van lagere planten, zoals mossen en varens.
Pollen vertonen een enorme variatie in vorm en oppervlaktestructuur,
maar bestaan steeds uit dezelfde drie elementen, namelijk protoplasma
(celinhoud), intine (binnenwand) & exine (buitenwand). Deze exine is
opgebouwd uit sporopollenine, een stof waardoor pollen zeer goed protoplasma
bestand zijn tegen zure, natte en droge omstandigheden. Slechts tegen
oxidatie en bacteriële werking zijn pollen minder goed bestand.
Een aantal te kennen Latijnse namen van belangrijke pollen zijn Betula (Berk), Corylus (Hazelaar), Fagus (Beuk),
15
Pinus (Den), Quercus (Eik), Salix (Wilg) & Ulmus (Iep).
De anemofiele planten produceren grote hoeveelheden pollen die door de wind
wijdverspreid worden en ons inzicht geven van de vegetatiesamenstelling over een
uitgestrekt gebied. Deze pollen die door de wind verspreid worden zijn wel minder
doelgericht en kunnen om het even waar terechtkomen. De entomofiele planten
daarentegen produceren juist weinig pollen die door insecten lokaal en gerichter
worden verspreid. De meeste pollen bereiken nooit een eicel, maar worden op
land/water afgezet. Deze pollenregen kan leiden tot duizenden pollen per cm2.
, 1.1.1. Bewaring, bemonstering en microscopische analyse van pollen
Eens afgezet kunnen pollen en sporen bewaard blijven. In een sediment onder water (bv. in meersedimenten en
veenlagen) zullen ze goed bewaard blijven omdat deze afgesloten zijn van zuurstof, maar ook zee- en landbodems,
grotsedimenten en ijskernen bevatten pollen en sporen, zij het in lagere concentraties. Om een beeld te krijgen van
de vroegere vegetatie dienen er stalen te worden genomen uit profielwanden met behulp van pollenbakken of via
boringen vanaf het oppervlak. Bij deze bemonstering moet contaminatie voorkomen worden, dus worden stalen
genomen uit verse profielwanden, direct luchtdicht afgesloten en bewaard op een lage temperatuur van 1-3 °C om
schimmel en microbiële afbraak te voorkomen.
Na het nemen van de stalen moeten de pollen zoveel mogelijk van de sedimentmatrix gescheiden worden door
organische resten en mineralen chemisch te gaan verwijderen, zodat een vloeistof rijk aan pollen overblijft. Deze
vloeistof brengt men dan aan op glasplaatjes en bekijkt men onder een lichtmicroscoop. Een palynoloog gaat dan
de pollensom (300-500 pollenkorrels) gaan tellen om een representatief beeld van de pollenvariabiliteit te krijgen,
identificeert ze aan de hand van bestaande pollencollecties, en stelt zo een pollenspectrum/pollenassemblage
(assemblage van pollenkorrels die behoren tot verschillende soorten, genus of families) samen.
Pollenregen Staal nemen Lichtmicrosco Pollensom Pollenspectrum
op
1.1.2. Het pollendiagram
De procentuele weergave van een pollenspectrum, bijvoorbeeld de verhouding van de pollen van één soort tot de
totale pollensom, is een pollendiagram. Hierin kunnen we een onderscheid maken tussen arboreale pollen (AP)
van bomen & niet-arboreale pollen (NAP) van struiken en kruiden. De verhouding tussen deze arboreale pollen
en de niet-arboreale pollen geeft een indicatie van de bosdichtheid.
De pollendiagrammen worden meestal opgedeeld in pollenzones, namelijk pollenstratigrafische eenheden met een
karakteristiek pollenspectrum, die tegenwoordig via statistische methoden worden bepaald om de variantie binnen
een zone te minimaliseren en de variantie tussen zones onderling te maximaliseren. Deze pollenzones vormen de
basis voor biostratigrafische correlaties, omdat ze de vergelijking tussen pollendiagrammen makkelijker maakt.
Als we ervan uitgaan dat de vegetatie in regionale en lokale gebieden gelijktijdig veranderen, vooral wat betreft de
AP/NAP-verhouding, dan kunnen we regionale en lokale pollen assemblage zones gaan samenstellen.
Totaal pollendiagram Arboreaal pollendiagram
, 1.1.3. Interpretatieproblemen bij een pollendiagram
De vraag is nu of we uit een pollendiagram de ruimtelijke vegetatiebedekking kunnen gaan achterhalen. Stel nu
dat een pollendiagram aangeeft dat 40% van de pollen bestaan uit boompollen, kunnen we dan besluiten dat het
land op dat moment voor 40% uit bos bestond? De omzetting van pollendiagrammen naar een vegetatieconstructie,
is één van de moeilijkste onderdelen in de palynologie, want bij een interpretatie van een pollendiagram duiken er
heel wat problemen op waarmee rekening moet worden gehouden:
1) Verschillen in pollenproductie = Niet alle planten produceren evenveel pollen. Zo zijn entomofiele planten
(bv. beuk, eik…) ondervertegenwoordigd ten opzichte van anemofiele planten (bv. heide, linde…). En ook
de autogame of zelf bestuivende planten (bv. graan) en de cleistogame planten (bloemen gaan niet open)
produceren bijzonder weinig pollen. Om deze productieverschillen te corrigeren, ontwikkelt men op basis van
hedendaagse pollenregels correctiefactoren per soort. Zo wordt de Fagus (beuk) gehalveerd ten opzichte van
de Tilia (linde), Fraxinus (es) en Acer (esdoorn). Voor de Ulmus (iep) en Picea (spar) is de correctiefactor 4, voor
de Carpinus (haagbeuk) is deze 6 & voor Alnus (els), Quercus (eik), Pinus (den), Corylus (hazelaar) en Betula (berk) 8.
De afbeelding toont drie diagrammen: een totaal pollendiagram, een ongecorrigeerd arboreaal diagram (alleen
bomen) en een arboreaal diagram na correctie volgens pollenproductie. In de oudste fase lijkt Pinus (den)
ongecorrigeerd dominant en Tilia (linde) afwezig, maar na toepassing van de correctiefactor 8 voor Pinus ten
opzichte van Tilia blijkt dat linde juist veel meer voorkwam en den veel minder. Dit wijst erop dat de vroegste
bossen vooral uit Tilia bestonden, waarna deze afnam en Fagus (beuk) de overhand kreeg.
1. Planten
De plantenwereld bestaat uit verschillende types van planten, namelijk lagere planten (algen en wieren, schimmels
en zwammen, mossen, varens…) en hogere planten (grassen, bomen, struiken…).
Schimmels en zwammen Varen Mos Algen
In een archeologische context blijft vaak een grote variatie van deze plantenresten bewaard, die aan de hand van
een tafonomische studie een waardevolle informatiebron zijn voor paleomilieustudies. De tafonomie beschrijft
namelijk hoe plantenresten in de stratigrafische context zijn terechtgekomen en hoe ze daarin bewaard zijn gebleven.
Ieder type plantenresten die we in een archeologische context terugvinden, beschouwen we als een proxy:
1.1. Pollen en sporen (palynologie)
De palynologie omvat de studie van pollen (stuifmeelkorrels) en sporen, die in een
bepaalde context bewaard zijn gebleven. Pollen zijn de microscopisch kleine (25-35
µm) mannelijke voortplantingscellen van hogere planten, die worden gevormd door
de zaadproducerende planten angiospermen & gymnospermen. Sporen daarentegen
zijn de eencellige verspreidingsvormen van lagere planten, zoals mossen en varens.
Pollen vertonen een enorme variatie in vorm en oppervlaktestructuur,
maar bestaan steeds uit dezelfde drie elementen, namelijk protoplasma
(celinhoud), intine (binnenwand) & exine (buitenwand). Deze exine is
opgebouwd uit sporopollenine, een stof waardoor pollen zeer goed protoplasma
bestand zijn tegen zure, natte en droge omstandigheden. Slechts tegen
oxidatie en bacteriële werking zijn pollen minder goed bestand.
Een aantal te kennen Latijnse namen van belangrijke pollen zijn Betula (Berk), Corylus (Hazelaar), Fagus (Beuk),
15
Pinus (Den), Quercus (Eik), Salix (Wilg) & Ulmus (Iep).
De anemofiele planten produceren grote hoeveelheden pollen die door de wind
wijdverspreid worden en ons inzicht geven van de vegetatiesamenstelling over een
uitgestrekt gebied. Deze pollen die door de wind verspreid worden zijn wel minder
doelgericht en kunnen om het even waar terechtkomen. De entomofiele planten
daarentegen produceren juist weinig pollen die door insecten lokaal en gerichter
worden verspreid. De meeste pollen bereiken nooit een eicel, maar worden op
land/water afgezet. Deze pollenregen kan leiden tot duizenden pollen per cm2.
, 1.1.1. Bewaring, bemonstering en microscopische analyse van pollen
Eens afgezet kunnen pollen en sporen bewaard blijven. In een sediment onder water (bv. in meersedimenten en
veenlagen) zullen ze goed bewaard blijven omdat deze afgesloten zijn van zuurstof, maar ook zee- en landbodems,
grotsedimenten en ijskernen bevatten pollen en sporen, zij het in lagere concentraties. Om een beeld te krijgen van
de vroegere vegetatie dienen er stalen te worden genomen uit profielwanden met behulp van pollenbakken of via
boringen vanaf het oppervlak. Bij deze bemonstering moet contaminatie voorkomen worden, dus worden stalen
genomen uit verse profielwanden, direct luchtdicht afgesloten en bewaard op een lage temperatuur van 1-3 °C om
schimmel en microbiële afbraak te voorkomen.
Na het nemen van de stalen moeten de pollen zoveel mogelijk van de sedimentmatrix gescheiden worden door
organische resten en mineralen chemisch te gaan verwijderen, zodat een vloeistof rijk aan pollen overblijft. Deze
vloeistof brengt men dan aan op glasplaatjes en bekijkt men onder een lichtmicroscoop. Een palynoloog gaat dan
de pollensom (300-500 pollenkorrels) gaan tellen om een representatief beeld van de pollenvariabiliteit te krijgen,
identificeert ze aan de hand van bestaande pollencollecties, en stelt zo een pollenspectrum/pollenassemblage
(assemblage van pollenkorrels die behoren tot verschillende soorten, genus of families) samen.
Pollenregen Staal nemen Lichtmicrosco Pollensom Pollenspectrum
op
1.1.2. Het pollendiagram
De procentuele weergave van een pollenspectrum, bijvoorbeeld de verhouding van de pollen van één soort tot de
totale pollensom, is een pollendiagram. Hierin kunnen we een onderscheid maken tussen arboreale pollen (AP)
van bomen & niet-arboreale pollen (NAP) van struiken en kruiden. De verhouding tussen deze arboreale pollen
en de niet-arboreale pollen geeft een indicatie van de bosdichtheid.
De pollendiagrammen worden meestal opgedeeld in pollenzones, namelijk pollenstratigrafische eenheden met een
karakteristiek pollenspectrum, die tegenwoordig via statistische methoden worden bepaald om de variantie binnen
een zone te minimaliseren en de variantie tussen zones onderling te maximaliseren. Deze pollenzones vormen de
basis voor biostratigrafische correlaties, omdat ze de vergelijking tussen pollendiagrammen makkelijker maakt.
Als we ervan uitgaan dat de vegetatie in regionale en lokale gebieden gelijktijdig veranderen, vooral wat betreft de
AP/NAP-verhouding, dan kunnen we regionale en lokale pollen assemblage zones gaan samenstellen.
Totaal pollendiagram Arboreaal pollendiagram
, 1.1.3. Interpretatieproblemen bij een pollendiagram
De vraag is nu of we uit een pollendiagram de ruimtelijke vegetatiebedekking kunnen gaan achterhalen. Stel nu
dat een pollendiagram aangeeft dat 40% van de pollen bestaan uit boompollen, kunnen we dan besluiten dat het
land op dat moment voor 40% uit bos bestond? De omzetting van pollendiagrammen naar een vegetatieconstructie,
is één van de moeilijkste onderdelen in de palynologie, want bij een interpretatie van een pollendiagram duiken er
heel wat problemen op waarmee rekening moet worden gehouden:
1) Verschillen in pollenproductie = Niet alle planten produceren evenveel pollen. Zo zijn entomofiele planten
(bv. beuk, eik…) ondervertegenwoordigd ten opzichte van anemofiele planten (bv. heide, linde…). En ook
de autogame of zelf bestuivende planten (bv. graan) en de cleistogame planten (bloemen gaan niet open)
produceren bijzonder weinig pollen. Om deze productieverschillen te corrigeren, ontwikkelt men op basis van
hedendaagse pollenregels correctiefactoren per soort. Zo wordt de Fagus (beuk) gehalveerd ten opzichte van
de Tilia (linde), Fraxinus (es) en Acer (esdoorn). Voor de Ulmus (iep) en Picea (spar) is de correctiefactor 4, voor
de Carpinus (haagbeuk) is deze 6 & voor Alnus (els), Quercus (eik), Pinus (den), Corylus (hazelaar) en Betula (berk) 8.
De afbeelding toont drie diagrammen: een totaal pollendiagram, een ongecorrigeerd arboreaal diagram (alleen
bomen) en een arboreaal diagram na correctie volgens pollenproductie. In de oudste fase lijkt Pinus (den)
ongecorrigeerd dominant en Tilia (linde) afwezig, maar na toepassing van de correctiefactor 8 voor Pinus ten
opzichte van Tilia blijkt dat linde juist veel meer voorkwam en den veel minder. Dit wijst erop dat de vroegste
bossen vooral uit Tilia bestonden, waarna deze afnam en Fagus (beuk) de overhand kreeg.
