二叠纪-三叠纪之交地球表层系统的多幕式变化:分子地球生物学记录

以浙江长兴煤山二叠系一三叠系界线剖面为重点,总结了近年来在分子和同位素方面的重要进展.2-甲基藿烷指数反映了蓝细菌繁盛集中在二叠系-三叠系界线附近约1Ma的时间内,对应于第26-37层,并主要以两幕形式出现.第一幕在第26层,第二幕在第29-37层(由多个峰值组成).海洋有孔虫、腕足类和牙形石等动物的灭绝也主要表现为两幕,分别对应于煤山剖面第25层和第28层.碳酸盐碳同位素出现两幕负偏,分别对应于第24-26层和第29-37层,可以在特提斯海域进行对比.绿硫细菌分子标志化合物指示的海水透光层富H<,2>S事件集中在两个层位,分别出现在第21-24层(由多个峰值组成)和第11-14层,但第一幕(第11-14层)距离动物大规模灭绝时间约1Ma之久.陆地生态系统的崩溃和陆地风化作用的加强也主要表现为双幕式.二叠纪-三叠纪之交生物危机和环境变化均以幕式表现出来,特别是双幕式,反映了当时地球表层系统的变化表现出两个重要特征,即不稳定性和长期性.值得注意的是,奥陶纪一志留纪之交、晚泥盆世弗拉期-法门期之交、二叠纪-三叠纪之交、三叠纪-侏罗纪之交这4次生物大灭绝均表现出双幕式特点,是生物对同一地内事件两种不同状态(如海平面变化中的海退和海进,气候变化中的变暖和变冷等)或者多种地内事件的综合响应,可能是地内事件导致生物危机的一个共同特征,从而区别于地外事件引起的单幕式生物灭绝.     

蜡状芽孢杆菌与金矿化的协同演化作用机制

提出了以蜡状芽孢杆菌与金矿化作用及有机质、流体矿化系统协同演化作用机制,认为生物矿化作用是随着其他地质作用的发展而不断发展和演化的过程.阐述生物-蜡状芽孢杆菌、有机质、流体矿化及生物矿化作用演化机制,从而把构造演化与生物矿化作用结合起来研究.主要介绍有机流体的主要来源,着重探讨生物矿化作用子系统,其中包括活生物体的作用,有机质的作用及有机流体的相互作用机制.     

地球生物学发展的机遇与挑战*

地球生物学已经引起了人们的广泛关注, 目前面临着机遇与挑战并存的发展局面。得益于现代技术方法的大发展, 地球生物学的研究对象经历了从宏体动植物向微体古生物再向地质微生物和地质病毒的发展, 研究主题从气候环境对生物演化的影响进一步拓展到生物演化如何影响气候环境乃至深地过程, 进而回答生命是如何塑造地球的宜居性这个地球科学的根本性难题。研究对象和研究主题的拓展也提升了地球生物学服务人类社会的能力, 资源能源安全的保障、气候—环境—生物多样性危机的协调应对等都需要地球生物学的支撑。同时, 地球生物学的发展也面临着诸多挑战。它首先需要技术方法的进一步革新来带动认识的创新, 其次需要回答生物演化的驱动力问题, 更需要破解生物演化如何影响深地过程, 包括板块运动、火山活动等地质过程, 只有这样才能全面而正确地评估生物是否改变了宜居地球的演化方向, 以及如何应对当前人类所面临的诸多全球性难题。     

谈地球生物学的重要意义

地球生物学是地球科学与生命科学交叉形成的一级学科,它研究作为地球系统三大基本过程之一的生命过程,即生物圈与地球其他圈层的相互作用.不仅是地球影响生物圈.而且生物圈也影响地球系统.这种相互作用或影响,从地球历史早期到现在,是一直在协同、耦合地进行着.生命与地球环境的协同演化是地球生物学的核心.当前地球生物学发展的重点是地球微生物学.宏体生物能反映地球环境对它们的影响及它们对环境的适应,但除植物外,它们对环境的影响有限.了解生物圈与地圈双向的相互作用必须研究地球微生物学.生命科学和整个自然科学都在向微观方向发展,不断形成新的理论和技术方法.古生物学不能停留在以古动、植物学为主的阶段,而要与生命科学和整个自然科学保持同步发展.现在我们已经找到了解决微生物与地质研究相结合问题的途径.微生物功能群具有重要的地质学意义,是研究地球微生物学的突破口.地球生物学是古生物学的继承和超越.分类系统学将仍然是研究的基础,但是包含了传统古生物学的地球生物学在学科内容和技术方法上将更多地与物理、化学、生物等学科交叉融合.其结果将使古生物学在时间上更前溯,在空间上更开拓,为古生物学在地球系统科学研究和为国民经济主战场服务中开辟更广阔的前景.     

植物蜡质及其与环境的关系

陆生植物的地上部分如叶、茎、花、果实等的表面覆盖着一层蜡质,它是由一系列复杂化合物组成的具有三维微结构的疏水层,在植物生长和发育过程中起着不可或缺的作用,具有很好的生物学功能。作为植物与环境的第一接触面,蜡质对外界环境因子的响应较敏感,当植物受到外界不利环境因子胁迫时,蜡质会改变自身晶体结构形态或化学组分构建防御机制以减少胁迫因子的作用,有效地协调植物与环境的关系。综述了近年来国内外关于植物蜡质的研究进展,在阐述蜡质层结构及其化学组分的基础上,着重介绍植物与环境因子的作用,包括非生物环境因子如水分、温度、光照、环境污染等以及植食性昆虫和病原菌等生物环境因子的作用。研究显示,胁迫环境下植物蜡质化学组分的变化,是由于不利环境因子的作用足以改变蜡质各产物的合成途径,从而影响蜡质产物。植物蜡质利用各种生理、化学机制对胁迫环境因子的适应以及响应,是植物适应各种生境的基础,因此通过对植物蜡质与环境关系的研究为进一步解析植物与环境关系提供证据。     

脂肪酮分子在第四纪古土壤中的分布及其古气候意义

广泛分布于地质体并受成土作用改造的α-正构脂肪酮在全球变化中的应用比较少见．远不如其他脂肪族化合物（如正构烷烃、脂肪酸等）那样普遍。文章以位于长江中下游红土和黄土交接地带的安徽宣城红土剖面和黄土高原的黄土剖面为研究对象．探讨α-正构脂肪酮的分布规律。α-正构脂肪酮在安徽宣城红土堆积序列中表现出与黄土高原黄土古土壤序列相似的变化规律．其碳优势指数（CPI值）不仅能区分出黄色亚砂土和红色亚粘土（古土壤）,而且还能进一步体现出黄色土层和网纹红土层内部的旋回性变化。总的变化规律是,CPI值在古土壤层中表现出相对低值,如在宣城剖面古土壤层中变化于2．34．0之间;CPI值在宣城剖面黄土层中变化范围为2．47．1。成土作用增强,CPI值降低。α-正构脂肪酮这种规律性变化反映了成土过程中微生物对类脂物分子的改造强度,微生物不仅输入其本身的类脂物而且对高等植物不同类脂物（正构烷烃和脂肪酸）的改造都会使脂肪酮CPI值发生规律性变化。古土壤脂肪酮CPI值由此可以揭示受气候驱动的微生物作用,从而可以反映古气候的变化。     

南京栖霞山铅锌银多金属矿床成矿流体中的分子化石

热液型金属矿床生物成矿作用研究的关键在于检测成矿流体中的有机质,尤其是其中的分子化石。以南京栖霞山多金属矿床为例,重点研究了成矿流体遗留下来的最直接的样品－有机包裹体中的分子化石。     

西藏雪层中酵母菌的分离鉴定

西藏地区因受气候条件的影响,人烟稀疏。故对此地区的自然环境、牛态及资源的研究均少见报道。但此处地域辽阔,有着宽广无根的雪地。研究西藏雪层中生物及微生物生长方面的厂作,可加强人们认识、保护、利用远边地区的自然环境。我们在西藏希夏邦马峰的积雪中,对雪面不同地段的气样每隔5cm深度作一层编号取样,并取6层次雪样。将其进行分离培养,结果显示在2展市样中有较典型的酵母菌。l材料与方法回,。I豆．且培养基及样品无机盐培养基;酵母膏、蛋白陈琼脂培养基;马铃薯、葡萄糖琼脂培养基;糖发酵基础培养基及无维生素基础培养基。…     

生物矿化一蜡状芽孢杆菌聚金作用的研究

介绍了生物矿化-蜡状芽孢杆菌聚金作用原理.生物活动对矿石的风化、淋滤和沉积都有很大的影响.蜡状芽孢杆菌聚金作用主要与蜡状芽孢杆菌细胞壁的化学成分和结构功能有关.原因是其细胞壁有一层很厚的网状的肽聚糖、多糖、核酸和蛋白质结构,并且在细胞壁表面存在的磷壁酸质和糖醛酸磷壁酸质连接到网状的肽聚糖上.磷壁酸质的磷酸二脂和糖醛酸磷壁酸质的羧基使细胞壁带负电荷,具有离子交换的性质,能与溶液中带正电荷的金属离子进行交换反应.这些过程是蜡状芽孢杆菌细胞壁聚集金的主要作用机制.