海洋沉积物微生物介导有机碳转化研究进展

海洋沉积物是地球上最大的有机碳库,其中生存的微生物总量大、分布范围广、类群多样、代谢方式复杂,并共同构成海洋沉积物微生物组。海洋沉积物微生物组介导的有机碳降解与矿化过程不但能为沉积物中的生命活动提供物质和能量,也能参与调控碳循环过程,并在长时间尺度上对地球气候系统产生重大影响。沉积物中的有机碳在复杂多样的微生物代谢活动下被逐步降解,其最终的矿化过程与不同的电子受体消耗相偶合,并形成对应的地球化学分区。研究海洋沉积物微生物及其介导的有机碳转化过程对我们深入认识沉积物中的元素循环过程,并进一步评估其对整个地球系统的影响具有重要科学意义。本文对海洋沉积物微生物组的体量、包含的微生物多样性、代谢活性以及在不同地球化学分区中主要的微生物类群和代谢机制进行综述,最后基于研究现状展望了海洋沉积物微生物组的未来研究方向。     

南海环境微生物对聚球藻有机物质的响应

【背景】海洋浮游植物产生的有机物质与异养细菌之间的相互作用是上层海洋物质和能量循环过程中的重要组成部分。【目的】探究寡营养海域微生物群落对聚球藻有机物(Synechococcus-derived organic matter,SOM)的响应和代谢利用过程,加深对海洋微生物介导的生物地球化学循环过程的认识。【方法】利用南海海域微生物群落,添加聚球藻有机物质后黑暗培养,对培养过程中有机碳、营养盐和活性微生物群落结构的变化进行追踪。【结果】在短期的培养过程中,有60%-73%的SOM被微生物所利用。γ-变形菌(Gammaproteobacteria)在培养过程中响应最快,也是最优势微生物类群。SOM的加入改变了原位微生物群落结构,并且随着活性有机物质逐步被消耗,微生物群落结构也发生了演替。【结论】SOM中的大部分物质都属于活性有机物质,可以快速地被微生物所降解利用。不同微生物类群响应不同生物可利用性有机物质,推动了海洋物质和能量的循环。     

早期地球的环境变化和生命的化学进化

生命起源是当代最大的科学疑谜之一,也是历来人类普遍关注的一个焦点。在地球上最早的生物出现之前,有机物经历了漫长而复杂的化学进化过程,称为生命的化学进化。地球上生命的化学进化与非生物部分的早期演化过程,是密切地相互关联、相互作用并相互制约的。文章着重阐述与生命的化学关系最为密切的冥古宙和太古宙的地球演化历史,指出这两个阶段所形成的还原性原始大气和古海洋条件在生命的化学进行中起了极其重要的作用,并且从宇宙形成、太阳系演化和地球环境早期演化的角度,探讨地球生命的化学进化历程;以地球形成初期发生了一系列复杂的有机化学反应过程,由无机分子生成生物小分子,再进一步生成生物大分子,直至最后产生原始细胞。此外,文章评述当前国际上最流行的生命化学进化学说,对早期地球的化学进化是发生在地球表面的原始海洋、粘土矿物、火山喷发等,或是来源于地球之外的宇宙空间进行了综合的阐述。     

火山大爆发对长白山东坡历史植被演替的影响

距今800年前,长白山火山曾发生大规模喷发,性质为普林尼式喷发。长白山火山大爆发主要分为两个规模较大的喷发期和火山喷发柱垮塌事件以及其后的若干次小规模喷发,火山喷发释放的大量火山碎屑物在强劲偏西风的作用下主要沉积在长白山东坡,使这一区域的植被数次被毁灭。目前,长白山东坡自下至山上林线是长白落叶松林,与其他坡向的植被差异明显,造成这一现象的原因可能是由于火山喷发的影响。本文通过对泥炭层和火山灰中的花粉孢子分析及炭化木鉴定来还原历史植被,将历史植被的变化同火山活动联系起来,从大时间尺度探讨火山喷发前后长白山东坡植被变化以及火山喷发对植被变化的影响过程,阐明现时长白山东坡的长白落叶松林是火山喷发后形成的过渡性植被群落。     

深海极端微生物菌群及代谢产物多样性的研究进展

海洋覆盖了地球表面积的四分之三,它不仅是生命的起源,而且还孕育了各种极端微生物。它们存在于海洋极端环境中,如热液喷口、热泉、咸湖和深海层等,由于生境太过恶劣,一度被认为是生命的禁区。随着人类对深海极端环境微生物研究的不断深入,已经探索到那里具有丰富的菌群资源和具有潜在价值的天然生物活性产物。这些极端微生物能够适应极高温、极低温、高压、高盐、高放射性和极度酸碱性等极端环境,具有特殊的生物多样性、遗传背景和代谢途径,能够产生各种具有特殊功能的酶类及其他活性物质,展现出巨大的研究价值和应用潜力。研究海洋极端微生物对探索生物多样性、新资源开发利用及对地球生物学研究等都具有重要意义。     

氧气的产生对大气圈和生物演化的影响

氧气的产生对大气圈和生物演化的影响杨玉东（山东,惠民一中,２５１７００）地球诞生后,岩浆活动剧烈,火山喷发频繁,大量的火山气体是地球上原始大气的主要来源。那时整个地理环境中没有游离态的氧,处于还原状态。原始大气中水汽的光解和植物的光合作用是环境中氧气...     

气候变化对海洋病毒生态特性及其生物地球化学效应的影响

摘要:病毒作为海洋中丰度最高的生命粒子,通过侵染和裂解宿主细胞影响宿主生理生态特性,改变海洋食物网的物质循环和能量流动,在海洋生物地球化学过程中扮演着重要角色。全球气候变化导致海面升温、海洋酸化、营养盐和海水盐度变化、低氧区扩大等海洋环境问题,对海洋病毒生理生态特性产生直接或间接的影响。本文从海洋病毒的生态功能和生物地球化学效应出发,概述了气候变化因子对病毒分布、丰度、生命策略以及与宿主之间相互作用等的影响,提出海洋病毒是全球气候变化研究中不可或缺的对象。     

第六届全国微生物资源学术暨国家微生物资源平台运行服务研讨会

<正>微生物是地球上生物多样性最为丰富的资源,其生物多样性在维持生物圈和为人类提供广泛而大量的未开发资源方面起着主要的作用。海洋,占地球面积约71%,是生命的最初起源地;其中蕴藏着丰富的、最具优势和特色的海洋微生物资源。海洋以其独特、复杂的生态系统为海洋微生物的物种多样性提供了重要支撑。海洋微生物具备的与高压、高盐、低温、寡营养等极     

林地砍伐开垦对土壤酶活性及养分的影响

由土壤微生物生命活动和植物根系产生的土壤酶,不但在土壤物质转化和能量转化过程中起主要的催化作用,而且通过它对进入土壤的多种有机物质和有机残体产生的生命化学转化,使生态系统的各组分间有了功能上的联系,从而保持了土壤生物化学的相对稳衡状态［１］。土壤酶作...     

生物圈

在太阳系中,地球是唯一存在生命的星球,无论是冰天雪地的南极,还是赤日炎炎的热带;无论是干旱燥热的沙漠,还是碧波万顷的海洋;无论是地层深处,还是高空,到处都可以找到生命的踪迹。人们把地球上动物、植物和微生物所存在和活动的圈层,称为地球生物圈。生物圈是一个不断进行物质循环和能量流动,并具有一定调节功能的动态平衡的系统。人类对生物圈的主要影响有：温室效应、破坏大气臭氧层、酸雨和排放有毒物质造成环境污染。生物圈     

一道试题分析

题目:从进化论角度看,地球上最早出现的原始生命的新陈代谢类型是什么?当今的地球上能否再次诞生原始生命?分析:生命起源于原始海洋,在原始海洋里含有氨基酸、核苷酸、蛋白质、核酸等丰富有机物。自身结构极为简单的原始生命只能利用海洋环境中的现成有机物,     

见微知著

我们为什么要执著地探寻微观自然？因为地球的生命便源于细微之处。科学家们在澳洲的海域发现了具有35亿年历史的带有远古生命痕迹的撬藻石,也叫叠层岩。当海洋细菌、海藻或其他微生物附着在海底岩石时,像革趣般的岩石就开始聚集含有各种物质的海洋沉淀物,最终形成头部呈圆形的热藻石。     

未/难培养微生物：风正扬帆再起航，共辉煌

正"未/难培养微生物"通常是指在环境中存在、但尚未在实验室条件下获得纯培养的微生物统称。微生物是地球上进化历史最长、生物量最大、多样性最丰富的生命形式。这种简单而古老的生命决定了地球演化的方向和进程,参与了生物圈的物质和能量循环,并深刻影响着人类社会发展的历史,在近现代生命科技不断进步的过程中发挥了基础性和关键性作用。     

生烃母质繁盛条件实验研究及其油气地质意义

我国华北元古界已被证实发育多套古老优质烃源岩,其生烃母质主要以海洋微生物中的初级生产者为主,如自养型微生物蓝细菌。而初级生产者生长是否繁盛直接影响到古海洋生产力和最终有机质的富集。由此,本文作者分别在正常条件、高磷、高氮和放射性条件下对微囊藻和鱼腥藻两种不同类型的蓝细菌进行培育,探讨这些外源物质对微生物生长和油脂累积的影响。将培育的实验结果数据进行处理和分析,表明适当高浓度的富氮磷营养物质和放射性物质不仅能够促进蓝细菌的生长,并且有利于油脂的累积。因此,在对华北元古界原始有机质富集程度进行评估时,应着重考虑火山喷发和上升流等重大地质事件所带来的富营养物质的影响,这些物质的存在可能促进了当时的海洋初级生产者的繁盛,提高了古海洋生产力,为最终有机质富集奠定了物质基础。     

海洋颗粒物/沉积物中的氨基酸及其对有机质降解的指示作用

氨基酸是海洋有机质尤其是有机氮的重要组分,其地球化学行为活跃,在海洋有机质生物地球化学循环过程中起着重要作用.氨基酸的含量、组成和分布等信息可有效指示有机质的降解状态.本研究系统总结了海洋颗粒物/沉积物中氨基酸的分布特征及影响因素,以及氨基酸对有机质降解程度的指示作用.海洋颗粒物/沉积物氨基酸的主要成分为甘氨酸(Gly)、谷氨酸(Glu)、丙氨酸(Ala)和天冬氨酸(Asp),其含量从近岸到大洋逐渐降低,并随深度增加呈下降趋势组.氨基酸的碳、氮归一化产率()越低,表明有机质%AA-C/TOC,%AA-N/TN)以及基于氨基酸成的降解因子(DI的降解程度越高.基于非蛋白质氨基酸以及)D型氨基酸含量与组成的活性因子(RI)和D型氨基酸与L型氨基酸比值(D/L等指标可以根据细菌对氨基酸的转化作用来指示有机质的降解程度,其中RI值越接近于0,D/L值越高,蛋白质与非蛋白质氨基酸的比值的高Asp/β-Ala和Glu/γ-Aba(氨基丁酸)越小,均表明有机质受到微生物降解和转化程度越.颗粒物/沉积物中氨基酸的迁移转化过程主要受到溶解氧、营养盐水平、有机质来源、沉积环境以及微生物转化等因素的影响.今后应加强颗粒物和沉积物之间的协同效应以及微生物对氨基酸的影响与具体调控机理研究.     

海洋微生物生物活性物质的研究进展

海洋微生物是海洋生物的重要组成部分.研究结果表明,海洋微生物产生的生物活性物质种类丰富, 主要包括抗肿瘤抗病毒物质、抗生素、生物毒素、酶类、酶抑制剂、多糖、不饱和脂肪酸等等.对海洋细菌、海洋真菌和海洋放线菌所产生的抗菌活性物质和抗肿瘤活性物质进行了综述.     

树轮数据揭示的强火山喷发对青藏高原地区气候的影响

强火山喷发是影响全球气候变化的重要因素。过去几十年,不同学者基于青藏高原地区树木年轮重建了多条气候变化序列,并依据这些序列研究了全球强火山喷发对青藏高原地区气候的影响。结果表明: 探讨强火山喷发对青藏高原气候影响的树轮序列主要分布在青藏高原东部。利用序列对比法和时序叠加法分析发现,中低纬度的强火山喷发对青藏高原地区温度和干湿变化影响显著,并在强火山喷发后的1～2年内出现降温或者发生干旱,而高纬度的强火山喷发影响较小。此外,连续的多次强火山喷发能导致该区出现年代际的冷期。影响强火山喷发气候效应的因素主要包括火山喷发位置、喷发强度、大气环流等。最后结合国内外研究现状,对未来需要开展的研究方向进行了展望。     

火山也许真是大凶神

提起火山 ,世人几乎无人不知晓 ,它可以长期与人类相安无事地和平共处 ,但又可以在极短的时间内“勃然大怒”瞬间爆发 ,涂炭生灵 ,给人类和自然界造成极大的伤害与破坏。１９９１年６月１５日 ,菲律宾境内的皮纳图勃火山突然爆发 ,虽然未造成太多的人员伤亡 ,但使数万人流离失所。火山喷发出的１５００多吨的二氧化硫气体直上云霄 ,高达４００多公里 ,与大气中的水汽混合 ,飘浮环绕地球达２１天之久 ,将射至地表的太阳光反射了近２% ,一度使全球的温度有所下降 ,火山的威力由此可见一斑！在研究地球历史中屡屡发生的规模不等的生物集群灭绝…     

海洋微生物学：新机遇，新挑战

海洋占地球表面积的71%,海洋微生物对海洋及人类的生活有重大影响。由于特殊的生存环境,海洋微生物能产生陆栖微生物所不能产生的结构新颖、作用特殊的生物活性物质,有潜力应用于医疗、食品、环境保护等各个领域。海洋微生物研究充满了新的机遇,同时也面临着新的挑战。《微生物学通报》本期推出了"海洋微生物学主题刊",旨在展现我国海洋微生物学研究的最新进展和成果,促进我国海洋微生物学的交流和发展。     

热泉微生物化石的识别研究及其科学意义

现代海底热液喷口以及许多陆地热泉周围生活着密集的生物群落。热液生态系统的初级生产者嗜热细菌和古细菌(Archaea),其初级能量来源是由地球深部上升喷出流体提供的化学能。围绕现代热泉微生物及其与地史时期热泉微生物化石的对比研究表明,它们具有相似结构特征。研究微生物成矿机制和微生物化石化作用,以及沉积物中由生物化学作用产生的生物标志,不仅有助于探讨海底热液活动的规律性和成矿机制,也可以为鉴别古老岩石和地外矿物中生命现象提供更多更详细的鉴定标志,对于理解生命起源和地外生命都有重要的理论意义。