氧气增加与哺乳动物进化

研究人员报告说,大气中氧气含量增加的时间与哺乳动物进化的重要阶段相符,意味着氧气的增加使哺乳动物多样化和变大成为可能。PaulFalkowski和同事通过分析原始沉积物中碳和硫的同位素记录,重建了过去2.05亿年中大气的氧含量。他们发现在超大陆-联合大陆分裂成较小的大陆、大西洋海盆形成期间,大气中的氧含量大约增加了一倍。在大陆边缘生活的浮游植物的进化极大地增加了海洋沉积物中的有机物质,这最终使更多的氧气释放到大气中。     

硫稳定同位素技术在生态学研究中的应用

随着人为SO₂释放的增加, 硫稳定同位素的动态已成为生物地球化学循环过程中研究的热点。该文对天然硫稳定同位素在大气自然过程中的硫来源分析及其在森林生态系统、农田生态系统和水域生态系统中的硫动态研究, 人为添加的硫稳定同位素在生态环境中的应用及硫稳定同位素技术在我国酸雨研究中的潜在贡献等进行了综述, 并从硫稳定同位素技术应用研究的范围、分析手段及源解析模型方面介绍了可能的发展方向。     

生命的历程系列讲座(九) 植物登陆交响曲

<正>在地球46亿年的历史中,海洋生命诞生于距今38亿年前并演化至今,而陆上高等植物只是在距今4.3亿年前才出现。科学家发现,生物登陆的历史是由植物率先开始的,而这一过程是十分漫长和曲折的。植物,在登陆过程中奏响了气势磅礴的交响曲。前奏:地衣     

九寨藻类魅力无穷

藻类,是地球上最早出现的绿色植物,是地球发展史和生物进化史上的创举。大约距今32亿年前,在地球上的汪洋大海中出现了蓝藻。蓝藻的出现,不只使水体染上了美丽的蓝绿色彩,更重要的是它们在光合作用过程中,第一次向大气中释放出氧气,逐渐使还原性大气层缓缓地转化为氧气层。这种称霸一时的蓝藻时代,为以后的植物的出现奠定了基础,也为动物和人类的出现创造了条件。     

大气颗粒物稳定同位素组成的研究进展

大气颗粒物成分复杂,容易对环境和人体健康产生较大影响,是雾霾的主要来源。如何对大气颗粒物及其成分的来源、形成和迁移转化过程进行表征一直是大气环境科学研究中的重要课题。近年来,稳定同位素技术被广泛应用到环境污染物的来源示踪研究中。本文综述了大气颗粒物的研究进展,重点围绕大气颗粒物中的轻稳定同位素组成(主要包括碳、氮、硫和氧的稳定同位素),结合大气颗粒物的时空变化特征及特定的同位素数学模型,对大气颗粒物中物质的来源、形成过程和贡献等研究进行分析总结,并对稳定同位素技术在未来大气颗粒物研究中的应用发展趋势进行探讨。     

微生物——地球生命的先驱者, 生态环境的维护者

尽管对地球生命起源的时间和早期生命形式还有很大争议,但大部分科学家认为在距今约38-40亿年前,地球上就出现了最低等的原始生命,距今约24-6亿年前的元古代产生了早期的原核微生物.早期的地球虽然已形成了原始的岩石圈、水圈和大气圈,但地壳很不稳定,火山活动频繁;距今7 000万年前,地球环境才变得与今天的状况基本相似,约6 300万年前才出现了灵长类动物的共同祖先,并最终在240万年前出现人类.现代科学研究揭示,地球从一个没有生命的荒芜星球演变成一个充满微生物、植物、动物的蓝色星球,不仅经历了生命的出现与数十亿年的进化,而且也经历了生物对地球环境的改变,今天的地球环境实际上是地质、气候、生物共同作用的结果,而早在人类出现前就在地球上生活了数十亿年的微生物对地球环境的演变更是做出了巨大的贡献.     

长白山区全新世大暖期的氨基酸和碳同位素记录

根据长白山孤山屯沼泽沉积物的氨基酸、有机碳、有机氮和有机碳同位素（^13C/^12C）垂直分布的研究,揭示了长白山区距今13.5ka以来的气候环境特征及其演变过程：大约距今13.5-12.5ka,气候严寒,不利于生物的繁衍,生物产量处于较低值;距今12.5-9.5ka,气温处于上升期。但年均温度低于现今温度;距今9.5-4.0ka,可判定为全新世大暖期（Megathermal）,气候温暖潮湿,有利于生物的繁衍,生物产量较高。其中大约距今8.6-7.5ka期间、氨基酸、有机碳、有机氮分布均出现较高峰值,而有机碳同位素（δ^13C）则出现较低峰值,可以推测这一时段为全新世大暖期的鼎盛期（Megathermal Maximum）,生物极为繁盛,生物产量处于最高值;距今4.0ka以来,气温有下阵趋势,生物产量有所减少,但雨水量有增加的趋势。     

动植物分野始于何时——安徽古生物学者找到新证据

安徽省古生物学者与有关专家经过多年野外考察和室内研究,证实在淮南地区晚先寒武纪(距今约8.4亿年)的地层中保存着世界上已知最早的动物实体化石。这一发现比从前国际上公认最早的澳大利亚埃迪亚卡拉动物群(距今约6.8—5.7亿年)还早2亿年,这恰好与近年来生物学家根据分子生物学研究得出的无脊椎动物至少起源于距今10亿年前的结论相吻合。直到19世纪60年代末,人们还普遍接受动植物分野始于距今5.7—     

再论南京直立人和北京直立人的年代与环境

以更新世全球性气候变化规律为基准,结合深海氧同位素阶段的划分,以及中国冰期与其对比关系等方面的研究进展,对以往学者所提出的一些更新世事件与氧同位素时段的对比关系进行了检验。结果佐证了南京直立人生活于昆仑主冰期,年代约为距今642ka—620ka,可能与MIS16相当的观点。研究同时表明:北京直立人可能生存于前大间冰期(MIS15—13)的初期,推测最早的北京直立人的年代为距今约620ka。     

植物样品中碳、硫稳定同位素的测试

稳定同位素在其形成过程中记录了各种生态环境信息。进行植物中稳定同位素的分析,有助于植物的水分生理生态、光合作用、污染生态以及全球变化中的生态学研究。本文简要介绍了植物样品中稳定同位素碳、硫的形成过程、测试意义、样品制备及分析技术,碳同位素样品制备中的真空一高温炉法是在已有的安瓶小样法基础上改进而来,更具可操作性。标样测试表明该法分析的结果基本符合标准值。硫同位素分析样品的制备,采用艾氏卡试剂制取ＢａＳＯ＿４,三酸还原法制取Ａｇ＿２Ｓ,然后在高温炉中燃烧生成ＳＯ＿２,在质谱仪上进行测定．     

植物“活化石”—野银杏

西天目山自然保护区内的森林以古、稀、高、大、美为其特色。古,首推银杏。在海拔1000米的悬崖峭壁上,有一株老、壮、青、少、幼同生一根的“五代同堂”古银杏,盘根错节,相互偎依,冠盖浓郁,枝条伸展,扇形翠绿的叶片吸吮山中缭绕的云雾,历尽沧桑,成为大山树木中的元老。每年,慕名前往考察的国内外植物学家、地理学家、林学家络绎不绝。大批游客更能为一睹“活化石”的风采感到庆幸。 起源于古生代(距今2.85亿年至6亿年),繁荣于中生代(距今1.4亿年至2.5亿年前),衰败于新生代的银杏类(银杏科)植物,本是一个庞大的家族,在中生代曾广泛分布于北半球,正如当时生活在陆地上的恐龙一样普遍。从白垩纪(距今1.4亿年前)开始,大家族中的众多成员因气候巨变先后退出了生命舞台。第四纪(距今200万至300万年前)冰川降临,欧洲、北美、和     

生命的历程系列讲座(四) 捕食者的兴起与食物链的建立

正距今大约5.3亿年前,寒武纪生命大爆发涌现了现代海洋动物几乎所有门类的祖先分子,奠定了现代海洋多层次生态格局的雏形,也构建了地球历史上第一个金字塔式的复杂食物链。那么,这条食物链是如何构建起来的?经历了怎样的发展过程呢?后生动物兴起翻开地球历史这本厚重的大书,地球上第一条复杂食物链的形成可一直追溯到距今6亿年前     

人类如何应对大灭绝?

正每一个对地球历史稍有了解的人可能都会对地质历史时期的漫长历程感慨万千。地球的历史约有46亿年,在距今30多亿年前,地球上出现了最早的生命;在随后漫长的20多亿年中,地球上只有低等的菌藻类。在大约6亿年     

第四纪大冰期或晚新生代大冰期已经在11,000年前结束了——“天地生人”系列讲座(十一)

在第１０讲 ,我们提出“第三个宏冬（或晚新生代大冰期 ,或第四纪大冰期）已经在１１,０００年前结束了。”严格地讲 ,这一认识并不完全是新的。因为在中国和外国的许多教科书中 ,对第四纪（指过去的１６０或２６０万年内）的气候变迁史已有共识。大家普遍承认 ,在第四纪 ,世界上曾发生过四次冰期。其中末次冰期 ,或玉木冰期 ,相当于深海氧同位素的第２～４阶段 ,发生在距今１ １～７万年 ;倒数第二次冰期 ,或里斯冰期 ,相当于氧同位素的第６阶段 ,则出现在距今１２ ７～１８万年 ;倒数第三次冰期 ,或明德冰期 ,相当于氧同位素的第１４～１…     

从震龙化石中提取蛋白质

在某些电影里出现过这样的画面:核武器实验室里,科学家们紧张的工作着,数小时后,从溶解的恐龙骨骼化石中,意外发现了残存的蛋白质。如今,这种事已成为事实。美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的化学家W.D.斯波尔及其同事们声称,他们已提取出一些贮存在距今1亿5千万年前震龙骨骼中的蛋白质。在此之前,最早的蛋白质是从距今8千万年前的软体动物化     

青海喇家遗址人类遗骸的锶同位素比值分析

喇家遗址位于青海省民和县,主体为齐家文化的遗存,距今大约3900~4300年。喇家遗址古代人类迁移活动的研究,对于探索黄河上游古代文明,推动该地区齐家文化研究,有着积极的学术意义。本文首先采用电感耦合等离子体质谱技术对喇家遗址出土的22个个体的44份牙釉质和骨骼样品进行了元素分析,根据检测结果排除了受到污染的2份骨骼样品。其次,通过热电离质谱分析方法对喇家遗址出土22个个体的42份牙釉质和骨骼样品及8个猪牙釉质样品的锶同位素比值进行了测定。检测数据表明,猪牙釉质的锶同位素比值的标准偏差远小于其他动物,可以推断猪由当地饲养的可能性是最大的,因此其牙釉质锶同位素比值可以代表当地的锶同位素水平。经过计算得到8个猪牙釉质的锶同位素比值的平均值为0.710930,将该平均值加或减2倍标准偏差可以得到喇家遗址当地的锶同位素比值范围在0.711058~0.710802之间。以此为前提可以推测,本次检测的22个个体中,有17个个体牙釉质的锶同位素比值在遗址当地的锶同位素比值范围内,可能为本地出生。还有2个个体牙釉质在当地的锶同位素比值范围上下限附近,姑且存疑;仅有3个个体牙釉质的锶同位素比值在遗址当地的锶同位素比值范围以外,表明这些个体可能在其他地区出生,去世后埋葬在遗址中。此外,数据分析还显示,本地出生人群牙釉质的锶同位素比值平均值与骨骼的锶同位素比值平均值比较接近,暗示喇家遗址当地古人类生活方式可能比较统一。     

中国古生物钟研究历史的回顾

1 .一篇科学论文和全方位的新闻炒作近期 ,天津地矿所朱士兴和黄学光教授在《微体古生物学报》第 2 0卷第 1期发表了题为《1 3亿年前叠层石的生长节律和地 日 月动力学》论文。作者吸收了前人研究思路 ,补充了数个C ,O2 同位素测定数据 ,对天津蓟县中元古代雾迷山组 (距今 1 2— 1 3亿年的沉积 )的Pseudogymnosolen叠层石的纹层韵律进行了研究和解释。结论是在近 1 3亿年以前地球上每个月超过 4 2天 ,每天仅相当于现今 1 6个小时。尽管文章结论仍需资料佐证 ,但该文无疑具一定的科学价值。论文发表后 ,由于过多的新闻炒作 (包括报刊 ,电…     

中国晚更新世猛犸象(Mammuthus)扩散事件的探讨

大型哺乳动物真猛犸象在晚更新世时曾广泛分布北半球辽阔的地区。据最近的研究表明,在我国它曾覆盖了从北纬55°到北纬35°的广大区域。已发现的众多猛犸象化石地点中,有不少已作过详细的同位素年代测定。从生物地层学和同位素年代学的角度,纵观真猛犸象从极地侵入我国境内及其繁盛衰亡的演变史,不难看出真猛犸象在我国北方晚更新世晚期曾有过两次比较集中的活动高潮,并每次都伴随有明显的向南迁徙。它的第一次南迁大致发生在距今3．4－2．6万年前（或可能略早）,策二次南迁大致发生在距今2．3－1．2万年前。真猛犸象的这两次南迁活动与本次冰期两次较明显的冷暖交替的小气候波动在时间上大体吻合。     

大鵟的食性改变:来自稳定性碳同位素的证据

通过对大规模灭鼠后的海北高寒草甸生态系统大鵟、小型哺乳类以及雀形目鸟类肌肉稳定性碳同位素比值的测定发现,大篱的肌肉稳定性碳同位素比值介于-22．60‰和-23．10‰之间;小型哺乳类和主要雀形目鸟类肌肉稳定性碳同位素比值分别介于-25．57‰和-25．78‰以及-24．81‰和-22．51‰之间,且它们之间差异性显著。基于碳同位素的分馏模式(即动物和它食物之间稳定性碳同位素分馏在1‰～2‰之间),我们推断经大规模灭鼠后,大篱的食性发生了较大变化,其食物主要来源于高寒草甸的雀形目鸟类,而非原来的小型哺乳类。通过稳定性同位素营养级模型的运算发现,大蔫处在4．23左右的营养级;雀形目鸟类处在2．4到3．39左右的营养级,而小型哺乳类则处在1．45到1．82左右的营养级。进而采用稳定性同位素质量平衡模型计算得出,大篱的食物由35．04％的小型哺乳类和64．96％的雀形目鸟类所组成,进一步说明小型哺乳类在大量灭鼠后仅占大篱食物的很小一部分。由此可见,采取大规模的化学灭鼠,不仅降低了小型啮齿类天敌——大鵟的数量,而日使得其食谱发毕了巨大改变而转向草甸主要雀形目鸟类[动物学报49(6)：764～768,2003]。     

激光同位素分析仪测定液态水的氢氧同位素及其光谱污染修正

氢氧稳定同位素示踪技术是研究土壤-作物-大气连续体(SPAC)水分循环的重要手段。激光同位素分析仪以其独特的优点逐渐得到广泛应用,但其在测量植物水时,与同位素质谱仪的测量结果存在差异。本文采用Los Gatos Research公司生产的激光同位素分析仪DLT-100分别测定植物水、土壤水、雨水和地下水等共19个样品,并用其开发的光谱污染矫正软件标记和量化水样品的污染,修正污染水样品的同位素值,然后与同位素质谱仪进行比对。结果表明:土壤水、雨水和地下水等样品均未受到污染,而植物样品均受到一定程度的光谱干扰;植物水的δD和δ18O修正范围分别是1.21‰～26.65‰和0.50‰～18.27‰。该修正方法消除了δD测定的差异,并大大降低了δ18O的偏差。可见,激光同位素分析仪法在测量土壤水、雨水和地下水同位素时可以有效地代替传统的同位素质谱仪法,但对植物水的测量时,则首先需要判断样品是否受到光谱干扰,如果受到污染,仍需同位素质谱法进行确认。