4月19日,,記者從西北大學(xué)獲悉:學(xué)校早期生命與環(huán)境研究團(tuán)隊(duì)與中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所、上海交通大學(xué)等單位科研人員合作,,在5.18億年前的寒武紀(jì)清江生物群中發(fā)現(xiàn)多細(xì)胞結(jié)構(gòu)的絲狀硫酸鹽還原菌化石——清江絲菌,,并結(jié)合分子生物學(xué)分析結(jié)果,還原了硫酸鹽還原菌與地球環(huán)境協(xié)同演化歷史,,揭示了早期生命與環(huán)境協(xié)同演化奧秘,。這為科學(xué)家探索“生命在火星等其他行星上的存在、演化的可能性研究”提供參考,,為人類尋找地外生命提供了新途徑,。
據(jù)了解,在此之前,,除了少數(shù)有特殊形貌的藍(lán)細(xì)菌化石和趨磁細(xì)菌磁小體化石外,,在古老地質(zhì)記錄中并未發(fā)現(xiàn)可靠的硫酸鹽還原菌化石。硫酸鹽還原菌的演化與地球環(huán)境變化的關(guān)系,,科學(xué)界也沒(méi)有明確的認(rèn)識(shí),。
團(tuán)隊(duì)成員、西北大學(xué)教授張興亮表示,,硫酸鹽還原菌是一類在厭氧條件下生活的微生物,,它們利用硫酸鹽氧化有機(jī)碳來(lái)獲取能量,并在此過(guò)程中將硫酸鹽還原為硫化氫,。硫酸鹽還原菌在地球硫循環(huán)中起著關(guān)鍵作用,,同時(shí)參與有機(jī)質(zhì)的分解和甲烷氧化等過(guò)程,調(diào)節(jié)海洋的氧化還原狀態(tài)和溫室氣體排放,。
研究團(tuán)隊(duì)根據(jù)化石證據(jù)和譜系基因組學(xué)分析結(jié)果,,提出硫酸鹽還原菌與地球氧化事件協(xié)同演化假說(shuō),認(rèn)為脫硫細(xì)菌門在24億年前的大氧化事件期間發(fā)生輻射演化,,約8.5億年前演化出絲狀多細(xì)胞種類,;在新元古代末期,地球第二次氧化事件導(dǎo)致海底廣泛氧化,,絲狀種類在約5.6億年前獲得傳導(dǎo)電子功能,,硫酸鹽還原通路逆轉(zhuǎn),,演化成可以跨越氧化還原界面,一端在還原帶氧化硫,,另一端在氧化帶還原氧的電纜細(xì)菌,。
這項(xiàng)研究是古生物學(xué)、地球化學(xué),、譜系基因組學(xué)交叉合作的結(jié)果,,是在多學(xué)科交叉背景下探究微生物硫酸鹽還原作用與地球環(huán)境協(xié)同演化的首次嘗試,對(duì)融合利用顯微學(xué)和基因組學(xué)等最新技術(shù),、促進(jìn)地學(xué)與生物學(xué)前沿交叉,、探索解決地球與生命協(xié)同演化等具有重要意義。
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