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《37.7亿年前地球海洋已存在生命，深海热泉或是人类最早的“家”》

  • 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： mall
  • 发布时间：2017-03-06

  • 英国《自然》杂志2月28日发表一项生物学重要发现，科学家报告了至少37.7亿年前深海热泉内部及其周围微生物活动的证据，其代表着地球上最早期的生命形式，并揭露了当时的生物多样性。

    海洋底下的深海热泉，原理和火山喷泉类似，这种热泉附近聚集了大量的生物物种，科学家认为此处很可能是最早的宜居环境之一。

    英国伦敦大学学院研究人员分析了来自加拿大北部努瓦吉图克绿岩带的碧玉岩，它们被认为是来自古时的深海热泉。他们观察了这些岩石中保存的管状和丝状结构，它们看起来类似在其他海底热液环境中发现的细菌生命的结构。这些岩石中还保留了另一些重要特征，如氧化铁颗粒和碳酸盐岩。研究人员认为，它们代表了生物活性。

    2016年9月，《自然》杂志曾报告在格陵兰岛37亿年岩石中发现了叠层石，即微生物群落造成的地质结构，这项成果或创造了地球上最古老生命迹象的新纪录，鉴于地球形成于大约45亿年前，这意味着生命在地球形成不久后就产生了。本文中的新发现，对上述成果是一个重要补充。叠层石只形成于有光照的海洋表面水域，而现在来自深海热泉的生命迹象已可以进一步表明：尽管时间点如此之早，但从海洋深处到其表面，都已经存在生命了。

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  • 《PNAS：使用碳酸酐酶加速深海固碳，有助应对海洋酸化》
    • 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：mall
    • 发布时间：2017-08-03
    • 南加利福尼亚大学（USC）和加州理工学院（Caltech）的科学家，在不伤害珊瑚及其他生物体的前提下，使海洋最深处储存并中和碳的一个本来缓慢的、天然的化学反应过程加速了500倍。相关研究结果已发表在本周的《PNAS》上。 有史以来，USC-Caltech团队是首次可以精准测量溶解在海水中被一种常见的碳酸酐酶加强的方解石（一种碳酸钙）的反应速率。碳酸酐酶是维持人类和其他动物的血液和组织中酸碱平衡的酶。USC的资深作家和地球化学家William Berelson说：“数十亿年以来，遍布海底的碳酸盐物质一直在中和海洋中的二氧化碳，但这种未被催化的反应过程十分缓慢。更重要的是，没有人知道怎样加速这个反应，而现在我们搞清楚了。” 碳酸钙存在于整个星球的海洋里，从海洋表面的珊瑚礁到埋葬海底深处的死亡生物的壳体，如浮游生物。海洋中的温室气体约是大气中的50倍，这也是造成海洋酸化的原因。 然而，当酸化的海洋表层水进入海洋较深处时，它们会与海底死亡生物的碳酸钙壳反应，从而中和这些输入的二氧化碳。这是自然缓冲过程的一部分，允许海洋储存如此大量的二氧化碳，至少在海洋酸化接触不到和侵蚀不到珊瑚礁等结构的地方是这样的。 Berelson说：“碳酸钙在海洋中的溶解是我们所谓的化学缓冲剂，它像我们使用抗酸药来缓解胃酸痛一样”，这个过程是“海洋的抗酸剂”。 现在得益于该项工作的研究成果，这个原本需要数万年将CO2转换为碳酸盐的过程得以在很短一段时间内实现。Berelson说：“研究结果将在帮助减少大气二氧化碳方面发挥重要作用。” （李亚清 编译） 原文链接：http://www.pnas.org/content/early/2017/07/17/1703604114.full
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  • 《科学家呼吁采取行动探索海洋生物资源以开发海洋药物》
    • 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：2021-01-30
    • 海洋物质是海洋生物在其复杂生态系统中数百万年的进化、适应和化学防御策略的产物。这样的功能分子具有非常高的潜力，可以成为挽救生命的药物，如用于治疗癌症或病毒感染。例如，当今使用的几乎所有抗病毒药物都可以追溯到20世纪50年代发现的海绵代谢产物。然而，海洋药物研发过程漫长且昂贵，需要长期的战略投资。 德国亥姆霍兹基尔海洋研究中心（GEOMAR）的研究员Deniz Tasdemir教授与国际小组一起呼吁，在海洋生物资源的探索中，要有更好的战略和长期的资金支持。在《天然产物报告》（Natural Product Reports）上发表的评论中，该团队主张通过多种方式加快发现新的天然疗法，包括针对COVID-19的疗法。 半数以上的药物，特别是抗感染和抗癌药物，都来自天然产物，即生物体产生的有机小分子。迄今已发现超过40万种天然产物，其中10%来自海洋生物或其微生物共生体。海洋生物分子具有更高的化学新颖性，成为药物的机会比陆地分子高约4倍。尽管研究历史不长，但已有约15种海洋天然产物药物获得批准并在临床上使用。然而，海洋生物医药的研发过程漫长、风险大、成本高，而且资金长期不足，因此海洋在生物医药研究方面仍未被开发。 包括GEOMAR的Deniz Tasdemir教授博士在内的国际团队呼吁，在探索和利用海洋生物资源的化学成分作为潜在救命药物方面进行紧急投资，并制定更好的战略方案。Tasdemir教授指出，当前的COVID-19大流行在很大程度上强调了对天然产品进行长期投资的必要性，而现有的药物或候选药物很少。第一个抗病毒药物Ara-A是基于20世纪50年代在热带海绵中发现的一种小型核苷开发出来的，至今仍是我们使用的几乎所有抗病毒药物的祖先，过去已证明几种海洋生物分子可有效抵抗冠状病毒（MERS、SARS），但它们从未得到制药业的兴趣，无法跟进或被开发成药物。 森肯伯格研究所的生物学家和分类学家Julia Sigwart教授表示，海洋生命已经存在了约37亿年，是陆地生命的3倍，从而产生了巨大的生物多样性。然而，到目前为止，只有10%的海洋物种得到描述，人类对海洋的了解比对火星表面的了解还要少。只要有资金支持，研究人员就会报告许多新的海洋物种。由于缺乏分类能力，平均需要20年才能给一种新的生物命名，而这是对生物活性代谢物进行检测、纯化和化学表征之前的先决条件。因此，开发海洋药物有时需要40多年的时间。 Tasdemir教授强调，海洋生物发现是海洋生物技术的主要支柱，但由于其耗时长、风险大，已成为公共或行业研究资金的低优先级。一般来说，3-4年的公共资助计划非常有限，而且竞争非常激烈，行业对此没有兴趣，因此不可能开发海洋资源和医疗渠道。由于全球变暖和污染，海洋生物多样性已经严重下降，甚至在科学家们给生物命名之前，更不用说研究其生物医学潜力了。没有政府资助机构或制药公司投资海洋生物发现的早期阶段，这在各个方面都是致命的。 由森肯伯格研究所、斯德哥尔摩大学、阿伯丁大学和GEOMAR的研究人员组成的国际团队提出了扩大生物发现渠道的具体途径，以从海洋基因组的潜力中受益，促进全球公共健康：（1）公共基金机构对海洋生物发现的长期和优先投资，包括其早期化合物发现阶段；（2）学术界和工业界在所有阶段的密切合作；（3）为世界范围内的早期职业研究人员提供新的机会，从事高风险的研究，而不会危及他们的职业生涯；（4）与全球网络共享数据和复合库；（5）加强海洋生物多样性的源头保护。 海洋宝藏为人类健康提供了根本性突破，但仍未充分利用以造福人类。随着联合国海洋科学促进可持续发展十年（2021-2030）的开始，现在是时候采取有目的和系统的步骤来支持整个海洋生物发现计划并消除其瓶颈。该团队所提出的战略将大大增加未来全球挑战的解决方案的多样性，包括未来的大流行病。 （刁何煜 编译）
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