《铁硫矿物可能见证了地球上生活在数十亿年前的第一批微生物》

  • 来源专题:关键矿产
  • 编译者: 欧冬智
  • 发布时间:2024-06-17
  • 图宾根大学和哥廷根大学的一组研究人员发现,某些具有特征形状的矿物可能表明数十亿年前深海热液喷口或黑烟喷口中的细菌活动。这代表了我们对生命起源的理解迈出的重要一步。这项研究由Eric Runge和Jan-Peter Duda教授(现在都在哥廷根大学)以及图宾根大学的地球微生物学家Andreas Kappler教授和Muammar Mansor博士领导,发表在Communications Earth & Environment上。

  • 原文来源:https://phys.org/news/2024-05-iron-sulfur-minerals-witness-microbes.html
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    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2022-11-09
    • 一项新的研究表明,极地海洋生物惊人的生存策略可能有助于解释地球上最早的动物生命起源早于最古老的化石。这些最早的、简单的、现今已经灭绝的动物可能经历过世界上最极端、最寒冷和最冰冷的时期。该项研究成果近期已发表在《全球变化生物学》(Global Change Biology)杂志上。 化石记录显示,地球上最早的动物生命出现在5.72至6.02亿年前,而分子研究表明,动物生命的起源更早,可追溯到8.5亿年前。如果这是正确的,这意味着动物一定是经历了多个全球冰河期,在这些冰河时期地球几乎被冰雪全面覆盖。如果动物生命确实在这些极端冰期之前或期间出现,它们所面临的类似如今在南极洲和北极的现代海洋栖息地这样的条件,那么,它们很可能需要类似的极端生存策略。 数百万年来,冰原在冷暖期的扩张和收缩推动了南极洲数千种独特动植物的进化。虽然对人类来说,极地似乎最不利于生命生存,但它们却是研究过去以及地球以外宇宙中生命潜力的理想场所,例如木卫二(Europa)这样的冰冷卫星。 研究人员表示,这项研究突出了极地动物是如何适应冰层内和冰层周围的生活环境。无论是生活在冰盖下动物、厚厚的浮冰架下数百公里的海绵、适应低于-2℃海水中生活的生物,还是以不需要阳光为食物来源的黑暗生命群落,南极和北极的生命都可以在如此极端的环境下茁壮成长。而且这些极端条件有助于推动海洋循环,将氧气带入海洋深处,进一步维持了海洋深部生物的生存。 在冬季,浮冰覆盖了南极洲超过1900万平方公里的海域和北冰洋超过1500万平方公里地区。在地球可能是最极端的“雪”球时期(7.20到6.35亿年前),地球大约5.1亿平方公里都被埋在约一公里厚的冰层之下,这段时期持续了5000到6000万年,但有证据表明,赤道处薄薄的冰层可以让海洋藻类存活。 在已知的化石记录和分子钟之间,动物生命出现的时间存在如此巨大的差异,但如何解释这一差异还存在许多未知因素。如果动物确实在这些全球冰河期之前或期间进化,它们将不得不应对极端的环境压力,这些压力可能迫使生物为了生存而变得更复杂。就像末次冰期(3.3到1.4万年前)期间的南极洲一样,大量的生物面临栖息地破坏而不得不进入深海。(张灿影  编辑)
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    • 编译者:徐冰烨
    • 发布时间:2025-03-25
    • 河流每年向海洋输送约0.4 Pg(40亿吨)有机碳(OC),其中大部分是溶解有机碳(DOC)。尽管这一数量相较于其他全球碳通量而言并不算大,但过去二十年来,河流DOC仍然受到了广泛关注。如今,河流被视为“生物反应器”,能够对陆源OC进行矿化,并被认为是全球异养型生态系统之一。然而,决定OC在河流中被矿化的程度,以及有多少OC能够逃脱快速氧化作用仍不清楚。关于OC的快速矿化或稳定化的机制没有统一的理论,且概念方法在土壤、淡水和海洋研究界仍存在较大分歧。 一种观点认为,生物易降解的有机化合物更易被微生物利用,而某些化合物由于其内在特征(intrinsic quality, IQ)可能难以被微生物利用。在模型中,外源DOC的生物反应性通常被视为一种固有属性。与IQ假说不同,稀释假说认为,所有化合物在理论上都是可被降解的,但当化合物种类繁多且单个分子的浓度较低时,微生物摄取这些化合物的能量成本可能过高。稀释假说可以归入更广义的生态最优觅食(optimal foraging, OF)理论框架中。最优觅食理论认为,生物体会优化其觅食行为,以获得最大净能量增益。该理论已被广泛应用于各级生物体,包括微生物。 德国亥姆霍兹环境研究中心和马格德堡-施滕达尔应用科学大学的学者测量了源自不同河流的降解DOC的14C年龄。研究选择了水文状况对比明显的河流,DOC可能来自不同的土壤深度,具有不同的年龄。假设所有研究流域的成土作用相似,且有机质的降解过程会产生化学质量和14C年龄相似的化合物。如果所有实验中被降解DOC的年龄始终保持在一个相对狭窄的范围内,而不受河流DOC年龄的影响,则支持IQ假说,即微生物优先利用特定化学质量的化合物。若被降解DOC的年龄与河流DOC年龄相近,则支持OF假说,即微生物根据底物的丰度进行选择。此外,研究还通过土壤溶解性有机碳(T-DOC和S-DOC)实验来进一步验证这两种假设。