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微生物矿化和感磁运动起源于太古代

2018-12-31 04:25

  近日,中科院地质地球所研究人员与国内外科学家合作,利用谱系年代学分析方法,揭示趋磁细菌起源于距今30亿年前的中太古代,早于地球大氧化事件,是地球上最早出现的既能感应磁场又能进行矿化的生物类群。相关成果于2月28日发表于《美国国家科学院院刊》。

  地球在太古代是否具有地核发电机一直是地球内部结构和动力学过程研究的前沿科学问题。趋磁细菌是能感应地磁场并沿磁力线方向运动的一类微生物。对趋磁细菌的研究不仅有助于认识生物(包括人类)体内类似的矿化过程,也可为重建地质历史时期古地磁场和古环境信息提供重要参考。

  该所副研究员林巍、Greig A. Paterson、博士王寅炤、研究员潘永信和院士朱日祥等,与中国农业大学、美国加州理工学院等合作者,获得了环境中未培养趋磁细菌的基因组序列和调控磁小体矿化的基因簇,在基因组水平上重建了趋磁细菌的系统发育关系,发现趋磁细菌的矿化基因簇是随着基因组一起演化。

  2010年,美国罗切斯特大学地球物理学家Tarduno曾通过单晶揭示34亿年前地磁场强度达到现今值的一半左右。林巍等人研究提供了太古代存在地磁场的独立证据,表明中太古代地球磁场强度不低于趋磁细菌进行感磁运动所需的最低磁场强度(~6微特),部分海洋区域可能已存在稳定的氧化还原过渡带。这些对于理解地球早期地质过程和海洋环境具有重要意义。

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