L’analyse du pollen​

Pour pouvoir survivre dans des conditions difficiles, la plupart des plantes et des animaux terrestres sont constitués de parties dures qui sont préservées après leur mort dans les sédiments. Pour les plantes supérieures terrestres, il s’agit essentiellement des grains de pollen et des spores qui constituent ainsi un outil très utilisé en paléoclimatologie grâce à leur abondance dans les sédiments humides. Ces grains, qui sont dispersés à plus ou moins grande distance selon leur morphologie et leur taille (entre 5 et 100 μm) sont un maillon essentiel de la reproduction des plantes supérieures. Leur enveloppe (exine) est composée de sporopollinine, une substance très résistante quand elle reste à l’abri de l’oxydation. Les lacs et les tourbières sont donc des milieux privilégiés de conservation de ces restes végétaux. Ces grains sont dispersés par le vent, les insectes, les oiseaux, l’eau. En régions tempérées, c’est le vent qui est le vecteur prépondérant et, à cause de sa relative inefficacité, on retrouve, non loin de leur source, beaucoup de grains de pollen et de spores dans les sédiments continentaux ou marins proches des côtes. Dans la forêt équatoriale, les animaux jouent un rôle beaucoup plus important et beaucoup d’espèces sont de ce fait sous-représentées dans les sédiments.

Différents grains de pollen vus au microscope optique

Après avoir choisi un site représentatif de la végétation environnante, permettant une bonne conservation du pollen et ayant un taux d’accumulation suffisant pour les études à l’échelle temporelle voulue, le palynologue prélève des carottes généralement au centre du lac ou de la tourbière. Les carottes sont étudiées stratigraphiquement, c’est-à-dire couche par couche. Des échantillons sont prélevés à intervalles réguliers sur la carotte et certains d’entre eux sont datés par radiocarbone afin d’établir une chronologie absolue des événements climatiques. Ils sont soumis à des traitements physiques et chimiques afin de rendre les grains de pollen clairement visibles pour examen au microscope optique (voir photo). Les grains sont identifiés sous le microscope à partir de leur exine qui a une morphologie variant selon le type de plante. Le palynologue compte chaque type pollinique avec l’objectif de connaître l’abondance (en grains de pollen) relative des espèces d’arbres ou d’herbacées qui ont produit ces grains. Il n’est pas toujours possible de déterminer chaque espèce précisément et beaucoup de plantes ne sont reconnues qu’au niveau du genre ou même de la famille. En raison de cette hétérogénéité dans la détermination, on emploie le terme de taxon pollinique pour caractériser le type de plante émettrice (un taxon peut être une espèce, un genre ou une famille). Le nombre total de grains comptés varie selon la diversité de la végétation : une végétation tropicale est plus diversifiée qu’une végétation tempérée et nécessite donc un nombre total nettement plus élevé, parfois plus d’un millier de grains comptés par échantillon au lieu de quelques centaines pour une végétation tempérée. Il faut assurer une bonne représentativité statistique des fluctuations détectées. L’abondance relative de chaque taxon constitue un spectre ou assemblage pollinique. Il renseigne sur la composition relative de la végétation environnante, mais ce signal est biaisé par l’abondance du pollen émis, sa capacité et son mode de dispersion. Des méthodes statistiques sont nécessaires pour décoder de manière fiable le spectre pollinique.

L’ensemble des spectres polliniques le long de la carotte est assemblé graphiquement pour fournir un diagramme pollinique dont la complexité dépend du nombre de taxons comptés. L’interprétation d’un tel diagramme est complexe à cause du grand nombre de processus intervenant entre la végétation émettrice et son enregistrement dans le sédiment. Comme dans la plupart des disciplines paléontologiques, l’interprétation se fait par comparaison avec des données actuelles. Ceci supppose que le principe d’uniformité, en vertu duquel le présent est la clé du passé, est bien vérifié. Il l’est en général pour les données du Quaternaire. Pour mener à bien cette vérification, on prélève des échantillons polliniques actuels (ou récents) dans des mousses qui permettent une conservation de plusieurs années et on en compare les spectres polliniques anciens à ceux de la végétation actuelle. D’un point de vue qualitatif, on peut déjà se faire une idée des liens existant entre abondances polliniques et composition de la végétation. Par exemple, l’étude d’un transect altitudinal constitue une image de ce qui s’est passé lors d’un refroidissement du climat. Beaucoup de publications sont basées sur ce type d’approche. Mais si on prélève des spectres polliniques actuels dans des végétations aussi diverses que possible, on peut traiter le problème de manière quantitative et établir des clés d’interprétation objectives. La méthode des analogues permet d’obtenir des informations quantifiées sur le climat en calculant un indice de distance entre chaque spectre fossile et l’ensemble des spectres actuels. Les meilleurs analogues sont les spectres actuels avec la distance la plus faible, c’est-à-dire ceux qui ressemblent le plus au spectre fossile. On calcule alors la moyenne du climat de ces meilleurs analogues, ce qui donne le climat reconstruit pour le spectre fossile.

(extrait du livre Paléoclimatologie, enquête sur les climat anciens Duplessy & Ramstein (eds) : Interface air-végétation : le pollen, J. Guiot, p. 229-233)

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