La palynologie est la science des palynomorphes, des particules organiques mesurant entre 5 et 500 micromètres. Parfois, mais pas toujours, il comprend l’étude de palynomorphes siliceux ou calcaires comme les diatomées ou les foraminifères. Le mot est dérivé du grec et signifie formes éparpillées ou saupoudrées. Les palynomorphes typiques sont les grains de pollen, les kystes de dinoflagellés, les spores, les ostrocodes, les phytolithes, les acritarques, les chitinozoaires et les scolecodontes. Les autres matériaux étudiés comprennent la matière organique particulaire (POM) et le kérogène, toujours présents dans les roches sédimentaires. Les palynomorphes peuvent être contemporains ou fossilisés et avoir des millions voire des milliards d’années.
La palynologie couvre l’étude de nombreux microfossiles importants. En raison de leur abondance, certains palynomorphes donnent des indices importants pour dater les strates (biostratigraphie) ou déduire des informations climatiques sur une période géologique lointaine. La palynologie est considérée comme une branche des sciences de la terre et de la biologie, avec un accent sur la micropaléontologie et la paléobotanique. Trois outils utiles pour le palynologue sont 1) les acides, pour brûler les matières inorganiques et révéler les palynomorphes, 2) un tamis, pour attraper les particules de la taille souhaitée, et 3) un microscope, de préférence un puissant microscope électronique à balayage, pour obtenir une vue détaillée image du palynomorphe étudié.
La palynologie a apporté diverses contributions à l’étude du passé de la Terre. Par exemple, les acritarques, de petits fossiles que l’on croit être principalement des kystes d’algues, sont les premiers fossiles réels dans les archives fossiles, remontant à jusqu’à deux milliards d’années, plus d’un milliard d’années avant l’apparition de la première vie multicellulaire. Il y a environ un milliard d’années, les acritarques sont devenus plus gros et plus complexes, démontrant l’évolution des organismes unicellulaires, et ont acquis des pointes, signalant la première apparition de défense contre la prédation. Au cours de la pire période glaciaire de l’histoire de la Terre, le cryogénien, il y a environ 700 millions d’années, de nombreux acritarques ont été trouvés, prouvant que les organismes unicellulaires se débrouillaient très bien pendant cette période glaciale.
Outre les acritarques, deux palynomorphes importants sont les scolecodontes, les mâchoires des vers annélides chaetognathes marins, et les chitinozoaires, des palynomorphes marins en forme de flacon d’affinité inconnue. Les scolécodons nous donnent des informations sur les annélides anciens, qui autrement se fossilisent rarement en raison de leur corps mou, et sont des marqueurs biostratigraphiques utiles en raison de leur évolution rapide et de leurs caractéristiques distinctives.
Certaines des premières preuves fossiles de la vie terrestre proviennent d’études en palynologie. Une caractéristique trouvée uniquement dans le pollen des plantes terrestres, appelée tétrade, a été localisée dans du pollen fossilisé datant du milieu de l’Ordovicien, il y a 470 millions d’années. Cela provenait probablement d’une plante comme l’hépatique ou la hornwort, parmi les premières à coloniser la terre. Les premiers macrofossiles réels de plantes n’apparaissent dans les archives fossiles qu’au début du Silurien, il y a environ 440 millions d’années.
La palynologie peut également être utilisée pour attraper les escrocs. Si un meurtrier se cache dans un buisson avant ou après avoir commis un crime, il peut être couvert de pollen distinctif provenant de ce buisson. Un test palynologique sur les vêtements du suspect peut ainsi l’exonérer ou le condamner. C’est ce qu’on appelle la palynologie médico-légale.