分子演化及生物资源应用研讨会

1、分子演化及生物資源應用研討會國立台東大學生命科學所主辦2005年1月6-7日孢粉的世界 蕭承龍 研究員台東史前博物館研究典藏組089-381166#355.tw孢粉就是孢子與花粉為植物應傳宗接代的需要而產生。蕨類植物以下之較原始植物所生的孢子（spore）萌發形成配子體，而裸子植物及被子植物等高等植物所生的配子體稱為花粉（pollen）。地質學家及孢粉學家所著之外文書籍中pollen一詞常包括孢子之意義。但spore卻無花粉之涵義。以時間性質而言，孢粉又可分為現生孢粉及化石孢粉。現生孢粉可見於花蕾中，大氣中，及漂浮在河流中，有時候動物光臨也會帶走些許孢粉，而化石孢粉存

2、留於地下泥土或岩石岩層中。環境就是一切生物生存之空間或場所，也可因時間性質不同而分為現在環境及過去環境。現生孢粉對現在環境之主要關係在於產生大氣污及花粉過敏症及改良蜂蜜品質。化石孢粉對過去環境之關係在於由其孢粉分析（pollen analysis）資料而可以解釋過去動植物環境或進而推測先民開墾史，更可供為探勘煤礦，及石油礦之工具，在研究孢粉的領域內太多太多值得探索追尋之奧秘，其研究大類如下：分類孢粉學：從花藥或孢子囊裡取出新鮮孢粉後可詳細地觀察其形態方面特微，這些資料則提供植物分類學者作為分類上參考的依據。於地底下岩石分離、萃取化石孢粉後可詳細地觀察其形態方面特微，這些資料則提供分類學者作為分

3、類上研究及孢粉學者作為過去生態環境上解釋的依據。空中孢粉學：若是我們由空中收集孢粉，則可因不同時間內孢粉出現之種類及數量差異了解各種植物開花週期，決定孢粉散播距離，但是孢粉散發及漂浮情形會受環境因子，如氣候、風向、採集地點的地形等影響。而且空中孢粉更進一步與人類切身的健康有關係，諸君加可曾聽聞季節性孢粉過敏症，有些人在某種植物花朵盛開之際就難過了，氣喘或身上起疹子，猛打噴嚏，此症雖不致有性命之憂，一旦發病也不好受喔！育種孢粉學：孢粉是植物的雄配子體，雖煞微小卻具有旺盛的生命力，將其遺傳因子帶給下一代，所以在農作物改良方面許多遺傳學家利用人工授粉，藉著挑選良好品系的花粉來達成改良品種及育種的目的

4、。蜂密孢粉學：多學學小蜜蜂勤勞樣，而這些小昆蟲忙著採花蜜或搬運糧食之際，一些植物傳宗接代之責也落到它們身上，自然而然地成了傳粉者。不過研究昆蟲行為的學者認為食物收集是它們主要工作，傳粉是不經意地沾上順便幫個忙，剩下的花粉帶回蜂巢給幼蟲吃，蛋白質和礦物質含量都很豐富。就因如此，在人們飲用或食用的蜂蜜內常有含有花粉，將蜂蜜裡的花粉經萃取後鑑定其種類，可得知蜂蜜純度，作為改良品質及幫助消費大眾選擇優良產品的參考。地質孢粉學：又是門大學問，因為對它做研究往往還涵蓋地質，化學學等問的總合。十九世紀一位學者研究白堊紀地層的動物化石，卻在無意中發現一種裸子植物的化石花粉，其後陸續有更多人在第三紀或更老的地質

5、年代地層發現化石孢粉，研究這些化石孢粉的種類，數量，頻率及出現的地質年代，分布範圍而推測過去生態環境及在時間演換過程中產生的變遷，這項工作稱之孢粉分析。冰河期孢粉學：由化石孢粉的存在及分布來推測過去生態環境一有輕變則對植物會發生什麼影響，例如冰河期前後怕冷的植物漸漸衰亡，耐寒者起而代之，這種現象可從連續地層年代土樣中發現前者化石花粉量逐漸減少。考古孢粉學：化石花粉所展現之分布層次提供考古學者了解早期人類祖先生活型態，從漁獵生活進展到農業社會，進而推測史前文化之各種發展。自新石器時代開始，人類的活動因開墾林地並代之以作物或利用森林之樹木而影響了自然植生，而有農作物花粉化石遺留的痕跡，人類對自然植

6、生有極大影響，此可由花粉圖譜追溯出，人類發達的結果以及開墾森林的形相常可藉花粉圖譜上逐漸增加非樹木花粉以及相對逐漸減少樹木花粉，以及禾本科，車前屬及其他草類和蕨（Pteridium）孢子的增加可表示出。Turner認為草類花粉出現的頻率為開墾與伐木程度的粗略指南針，她同時指出，耕種畜牧之指數，此指數表示出隨同墾伐發生之人類活動型式。石油孢粉學：孢粉學應用於石油探勘有兩方面孢粉成熟度孢粉化石的熱變質作用是指孢粉粒隨沉積物沉積以後，隨著埋藏深度的增加，溫度、壓力的增大，其化學組成及結構可能發生的一系列變化。這種變化最直觀的反應是化石的顏色由淺變深。其控制因素基本上也是相同的，主要是溫度、壓力與時間

7、等，因而它們之間存在著密切的聯繫。大量的實踐證明，通過對孢粉化石熱變質作用的研究，可以推測有機質的成熟度，以及油氣生成的可能時間。.研究孢粉化石的顏色與油氣生成的關係，最早為Gutjahr (1966)的博士論文，研究美國德州Gulf coast地區孢子及花粉的碳化程度與油氣生成的關係(Burgress,1977)，Staplin (1969)更明確的將孢子顏色分為五級，即淡黃色、鮮黃色、棕黃色、棕色及黑色，同時指出了孢粉顏色與地層深度成線性關係增加；接著對孢粉化石的顏色有很多人及公司作過劃分和描述，如Roberson Research Company將之分為十級；中國大慶油田（趙傳本，197

8、9）將之分為七級，本文乃依據Staplin (1969)所建立之孢子色度指標(Spore Coloration Index)簡稱SCI（見圖一）進行孢粉成熟度分析。孢粉油母質類型及油氣潛能油母質(Kerogen)一詞，是由Breger於1961年提出，其所下的定義為沉積岩中其既不溶於鹼性溶劑亦不溶於一般有機溶劑的有機物質(Tissot, 1984)。而由孢粉處理方式得到的有機物質則稱孢粉油母質(Palynological Kerogen) (Ho, 1981)，是一種可以由顯微鏡觀測的油母質；關於孢粉油母質的分類，於1963年Spackman及Thompson便把它分為煤素(Fusinite)

9、、細煤素Micrinite、木質素(Vitrinite)、膜質素(Exinite)及樹脂素(Resinite)(Staplin, 1969)，由於孢粉油母質多半是木質碎屑，孢子花粉、角質層、表皮細孢、浮游性藻類等，Staplin由其來源的不同分為七類(Staplin, 1969)。於1976年Urban, 1977年Cornford提出將孢粉油母質分類四大類(1)藻類油母質(Algal or Amorphous Kerogen)包括藻類以及由油頁岩中分離出來的不定型類似藻類的物質其潛能以產油為主(2)草本型油母質(Herbaceous Kerogen)包括角質類、孢子、花粉等其潛能以產油及部份之氣(3)木型油母質(Woody Kerogen)包括有結構木質碎屑，其潛能以產氣為主帶少量之油(4)煤型油母質(Coaly Kerogen)包括煤質的煤素(Fusinite)及細煤素(Micrinite)等，其潛能以產氣為主(Urban, 1976; Staplin, 1984)。關於油氣潛能的評估，何通澐博