海南尖峰岭不同海拔土壤中微生物脂肪酸和脂肪醇分布特征及对古海拔、古温度重建的启示   总被引：2，自引：0，他引：2  

杨欢  丁伟华  谢树成 《中国科学:地球科学》2014,(6):1229-1243

海南尖峰岭不同海拔造成的年平均温度差异为检验和建立基于微生物类脂物的环境替代指标提供了良好条件.尖峰岭土壤中含有种类丰富的微生物脂肪酸和脂肪醇化合物,包括异构/反异构脂肪酸(i/aC12:0~i/aC19:0),10-甲基十六酸、异构和反异构脂肪醇(i/aC13~iC26)、10-甲基十六醇和不饱和脂肪醇,指示了尖峰岭土壤中强烈的微生物活动.土壤中异构和反异构脂肪醇,不饱和脂肪醇主要以结合态,即蜡脂形式存在,只有经过皂化才能释放出支链脂肪醇.反异构十五酸/异构十五酸与海拔成正相关关系,表明温度降低能够引起反异构十五酸相对比例的增加.与脂肪酸不同的是,反异构十五醇/异构十五醇,反异构十五醇/正构十五醇随海拔升高却逐渐降低,表现出随温度降低减小的趋势.同样,单不饱和十八醇/十八醇比值随海拔升高而逐渐减小,与微生物脂肪酸不饱和度随温度降低而增加的规律相反.此外,植物叶蜡长链正构脂肪醇(C22~C30)的平均碳链长度ACL,正构脂肪醇(C14~C31)的碳优势指数CPI与海拔(或年平均温度)呈显著相关关系,证明了其应用于古气候重建的潜力.因此,微生物脂肪酸和脂肪醇、高等植物叶蜡都能够灵敏的响应环境温度的变化,可以为重建古温度和古海拔提供新的途径.  相似文献   

地球生物学前沿:进展与问题     

谢树成  殷鸿福 《中国科学:地球科学》2014,(6):1072-1086

地球生物学是地球科学与生命科学的交叉学科,其核心任务是探讨生物与环境的相互作用和协同演化.在分析国际地球生物学的研究进展、中国科学院学部地球生物学前沿论坛成果以及本专辑代表性论文的基础上,本文简要评述了重大地质突变期的地球生物学、地质微生物与全球环境变化以及极端环境地球生物学这三大主题的主要研究进展和存在的科学问题.在重大地质突变期的地球生物学方面,人们已经认识到生命的起源、辐射、灭绝和复苏等重大生命事件的发生与地球深部过程以及受其影响的海-陆-气环境过程密切相关;但对于地质历史时期生物与环境是如何协同演化的,其具体的机制和动力学过程是什么,还知之甚少.在地质微生物与全球环境变化方面,各类地质微生物功能群不仅灵敏地响应地质环境的变化,而且通过元素循环和矿物转变对地质环境产生重要影响;但人们对不同地质微生物功能群是如何通过协同作用而改变地质环境的,还了解得很少.在极端环境地球生物学方面,人们从深海、冰川冻土、地下水、洞穴和热泉等极端环境中发现和分离出一些重要的微生物,并开展了许多生物学的研究;但真正能上升到极端环境地球生物学的研究很少,极端环境微生物的地球化学功能还远未查明.地球生物学将大大拓展生物过程研究的时空范畴,在资源领域和全球变化领域有广阔的应用前景.地球生物学需要多学科的协同研究,包括加强地质微生物的研究,加强生物地球化学循环的数据库建设和定量化模型研究,加强各类典型地质环境条件的研究,加强生物过程与物理化学过程的耦合研究.  相似文献   

矿物光电子与地球早期生命起源及演化初探     

鲁安怀  王鑫  李艳  丁竑瑞  王长秋  曾翠平  郝瑞霞  杨晓雪 《中国科学:地球科学》2014,(6):1117-1123

能量是一切生命活动的核心问题,生命体的能量来源与获取途径是地球早期生命起源与演化的关键科学问题.现有研究表明,生物体开始对太阳光能的大规模利用是早期地球生命演化的重要转折,生命随后逐渐发展并繁荣起来.然而,在生命活动中广泛存在着生物化学反应的电子转移过程,电子最初来源是否源自太阳光能以及如何源自太阳光能目前仍不清楚.数十亿年以来,太阳光理应一直激发着地球表面大量存在的半导体矿物产生光电子-空穴对,在早期地球表面处于还原环境与弱酸性介质条件下,半导体矿物产生的光生空穴极易被俘获,分离出的矿物光电子可有效还原二氧化碳为有机物质,提供生命起源所需物质.光电子在电势差的驱动下形成光电子传递链,可直接传递到原始细胞中以维持其新陈代谢过程.天然半导体矿物在早期生命起源过程中还能起到对细胞免遭紫外线辐射的保护作用,而这种保护作用是通过半导体矿物吸收紫外线来实现的.正是持续产生的较高能量的光电子被早期生命细胞所利用,天然半导体矿物光催化作用产生的光电子在早期生命起源过程中扮演着合成物质、保护细胞与提供能量的多种作用,这一机制至今仍在地球表层系统中发挥着重要作用.  相似文献   

塔里木盆地中上寒武统叠层石白云岩中微生物矿化组构特征及其成因意义     

由雪莲  ;孙枢  ;朱井泉 《中国科学:地球科学》2014,(8):1777-1790

塔里木盆地西北缘的柯坪蓬莱坝剖面是研究寒武系微生物白云岩的良好剖面.此次研究提供了一个在微生物席和生物膜中由微生物沉淀白云石的实例.借助于高分辨率扫描电镜,在中上寒武统的叠层石白云岩的暗层中发现了直径为50~100 nm的球状小颗粒集合组成的球形白云石;和直径是50~170 nm,相互集中呈哑铃状或链状排列的球形白云石;以及硅化后的丝状体及成哑铃状或链状相连的显微结构.通过沉积学、岩石学和地球化学的研究,这些显微结构可能分别是白云石成核的最初阶段在微生物的作用下形成的纳米球粒;被胞外聚合物(EPS)或黏液等包裹而矿化的丝状物,及因硅化而保存良好的球形细菌(可能是蓝细菌).我们认为,作为一种独特的保护方式,硅化作用对于一些微生物席中的显微结构(包括有丝状和球状微生物及生物膜等)的保存,起到了重要的促进作用.同时胞外聚合物能够结合如硅、镁、钙等不同的元素,这些组分适宜球形细菌的矿化和有机底物上白云石的结晶.这些微生物显微组构的发现,可能为古代白云岩的微生物成因提供一些直观证据.  相似文献   

铜陵新桥硫铁矿床中胶状黄铁矿微尺度观察及其成因探讨   总被引：2，自引：0，他引：2  

谢巧勤  ;陈天虎  ;范子良  ;徐晓春  ;周跃飞  ;石文兵  ;谢晶晶 《中国科学:地球科学》2014,(12):2665-2674

新桥硫铁矿床是铜陵矿集区代表性的层状硫化物矿床,该矿床主要由层状、似层状矿体组成,伴有矽卡岩型、热液脉型矿体．黄铁矿是层状矿体中主要硫化物矿物,以胶状、细粒．中粗粒结构,块状构造产出,后期热动力作用使得胶状黄铁矿重结晶为细粒．粗粒黄铁矿,甚至相变为磁黄铁矿．本文利用粉晶x射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FE-SEM）和高分辨透射电镜（HR-TEM）对新桥硫铁矿床中的胶状黄铁矿物相、形貌、微结构进行研究,结果发现胶状黄铁矿基本由黄铁矿组成,表现为纳米．亚微米粒状、花瓣状和似生物状形态．粒状黄铁矿以自形一半自形立方体为主,球形、短柱状等他形为辅,粒径大约10～500nm;扫描电镜对胶状黄铁矿大量观察发现,自形．半自形黄铁矿颗粒粒径大于它形黄铁矿颗粒,显示黄铁矿从小颗粒、不规则形态向大颗粒、自形晶演化趋势．花瓣黄铁矿主要由纳米粒级自形一半自形粒状黄铁矿组成,花瓣直径介于5-10μm,类似于生物成因的草莓黄铁矿．这些形貌和微结构特征显示胶状黄铁矿为微生物参与的矿化产物;新桥硫铁矿中胶状黄铁矿形貌和微结构差异是其就位空间和演化过程差异所致．该研究为新桥矿床乃至铜陵矿集区胶状黄铁矿成因和成矿作用提供了微尺度的矿物学支撑．  相似文献   

Characteristics and variations of the picophytoplankton community in the Arctic Ocean     

MA Yuxin  ;HE Jianfeng  ;ZHANG Fang  ;LIN Ling  ;YANG Haizhen  ;CAI Minghong 《极地研究(英文版)》2012,(3):133-140

Picophytoplankton are responsible for much of the carbon fixation process in the Arctic Ocean, and they play an im- portant role in active microbial food webs. The climate of the Arctic Ocean has changed in recent years, and picophytoplankton, as the most vulnerable part of the high-latitude pelagic ecosystem, have been the focus of an increasing number of scientific studies. This paper reviews and summarizes research on the characteristics of picophytoplankton in the Arctic Ocean, including their abundance, biomass, spatial distribution, seasonal variation, commtmity structure, and factors influencing their growth. The impact of climate change on the Arctic Ocean picophytoplankton community is discussed, and future research directions are considered.  相似文献   

中性环境中微生物介导下的厌氧铁氧化及生物矿化效应     

章力学  彭晓彤  周怀阳  李江涛  吴自军 《海洋科学》2012,36(3):121-126

铁是地球上最丰富也是生物圈利用最频繁的过渡金属元素。它是许多细胞化合物的组成成分,参与了众多的生理功能。在自然界中,随着水体pH和化学组分(如氧浓度)的不同,铁的存在形式和循环途径也大不相同(图1),它既能形成稳定的二价铁化学组分,也能形成稳定的三价铁化学组分。在有氧情况  相似文献   

湖南慈利康家坪剖面二叠纪-三叠纪之交的生态系演变     

王钦贤  童金南  宋海军  杨浩 《中国科学D辑》2009,(9):1239-1247

二叠纪-三叠纪之交的钙质微生物岩相地层序列完整地记录了该重大转折期的生物和环境突变过程。通过对湖南慈利康家坪剖面二叠系-三叠系界线附近生物地层序列、碳同位素演变、沉积微相和化石面貌研究,识别出Palaeofusulina-Colaniella带、Hindeodusparvus带和Isarcicella staeschei带。该剖面微生物岩处碳同位素出现显著负偏,并且与生物含量突然减少基本同步。识别出5种微相类型,分别是：藻-有孔虫生物碎屑灰岩、藻纹层状钙质微生物岩、鲕粒灰岩、蠕虫状泥灰岩和内碎屑粒泥灰岩。研究结果表明,慈利地区古、中生代之交由生物礁迅速演变成微生物岩相的生态演变,代表了海相生态系的主幕转变过程。  相似文献   

科尔沁沙质草甸土壤微生物数量的垂直分布及季节动态   总被引：5，自引：0，他引：5  

王少昆  赵学勇  左小安  郭轶瑞  李玉强  曲浩 《干旱区地理》2009,32(4)

通过对中国农牧交错带科尔沁沙质草甸土壤微生物数量的垂直分布及其季节动态的研究分析表明:(1)微生物总数、细菌和放线菌数量均表现出与降雨量同步的季节动态,即6月份较5月份有所减少,7月份增至最多,7月份以后微生物数量逐渐下降,真菌则表现出从5月份到8月份一直增加,9月份开始回落;(2)土壤微生物具有明显的垂直分布差异.细菌和放线菌的垂直分布表现出随土壤深度增加逐渐减少的趋势,真菌数量表层最高,20 cm以下变化不够规律;(3)土壤微生物的层化比率均大于2(5月份放线菌除外);(4)不同土壤生态因子对微生物的影响不同,相同因子对不同微生物类群的影响也不相同.细菌受水分影响较大,真菌与地温的变化趋势相近,放线菌与水热条件的共同作用有关.土壤养分(有机碳和全氮)与微生物数量呈显著的正相关.  相似文献   

石油污染湿地土壤生物修复研究进展   总被引：3，自引：1，他引：2  

阚兴艳  于君宝  王雪宏  谢文军  韩广轩  马向明  陈景春  林乾欣 《湿地科学》2012,10(2):250-256

从石油污染湿地土壤生物修复的植物修复、微生物修复和植物—微生物联合修复3方面综合阐述了国内外该领域的研究现状。在采用植物进行石油污染湿地修复时,选择湿地环境下典型植物或者能适应湿地特殊环境的植物品种是常用的也是有效的方法之一。在采用微生物进行石油污染湿地修复时,主要通过投加外源微生物和改变环境因素或施加营养元素刺激土著微生物等方式。植物—微生物联合修复石油污染湿地的方法,则是利用微生物自身作用促进植物生长,从而增加植物吸收、降解污染物的能力。由于植物或微生物的生长对污染物浓度有一个耐受极限,植物和微生物修复的效果主要取决于石油污染物浓度。为此,将湿地的石油污染浓度降到植物—微生物可降解范围内,并提高联合修复的降解效率,将是今后石油污染湿地土壤生物修复研究的重点。  相似文献