娛樂城|現代微生物提供的通往古代海洋的窗口

踏入新的微觀時光機。 CU Boulder的科學家發現,生活在現代海洋中的一種單細胞生物可能與數十億年前存在的生命形式有很多共同點,並且從根本上改變了地球。 《科學進展》雜誌上的第6期是探討自然界中最難工作的微生物-藍細菌的生命的最新文章。

這些單細胞的光合生物,也被稱為“藍藻”,幾乎可以在任何大型的河水中找到。娛樂城推薦今天。但是在20億多年前,它們在地球生命史中扮演著舉足輕重的角色:在一個被稱為“大氧化事件”的時期,古老的藍細菌突然產生了戲劇性的氧氣激增。 

研究的主要作者,地質科學和生物化學系的博士後Sarah Hurley表示:“我們看到海洋和大氣化學的這種全面變化也改變了生命的演化。” “今天,所有高等動物都需要氧氣才能生存。”

迄今為止,科學家們仍然不知道這些基礎微生物可能是什麼樣子,生活在哪里或是什麼引發了地球的變革。 

但是,赫爾利和她的同事們認為,通過對自然發生的和基因工程的藍細菌的研究,他們可能已經更接近答案了。研究小組報告說,這些古老的微生物可能在廣闊的海洋中自由漂浮,類似於現代生活形式,稱為β-藍細菌。

研究人員說,研究它們為單細胞生物統治地球提供了一個窗口。

生物化學助理教授杰弗裡·卡梅倫說:“這項研究為我們提供了獨特的機會,可以形成和檢驗關於古代地球可能是什麼樣以及這些古代生物可能是什麼樣的假設。”

喘口氣

你還是可以麥娛樂城藍細菌統治地球的情況。赫利指出,這些生物目前所產生的氧氣約佔世界海洋的四分之一。

它們成功的一個秘訣可能在於羧基小體-或漂浮在所有活藍藻內部的蛋白襯裡的小隔間。這些口袋對這些生物的生命至關重要,可以使它們在細胞內濃縮二氧化碳分子。

赫利說:“能夠濃縮碳,使藍細菌能夠生活在地球歷史背景下真正低的二氧化碳濃度下。”  

在大氧化事件之前,這是一個不同的故事。大氣中的二氧化碳水平可能已經是今天的100倍,而且氧氣幾乎不存在。因此,許多科學家長期以來一直認為,古代微生物不需要羧基體來濃縮二氧化碳。

她說:“藍細菌以某種形式持續了超過20億年的地球歷史。” “它們本來可以和今天的藍細菌完全不同。”

為了發現它們的相似之處,研究人員在類似於20億年前地球上的條件下培養了裝有亮綠色藍細菌的廣口瓶。

赫利解釋說,不同類型的藍細菌傾向於消化不同形式的碳原子或“同位素”。結果,當生物生長,死亡和分解時,它們會在古代沉積岩中留下各種化學特徵。 

她說:“我們認為藍細菌大約在數十億年前。” “現在,我們可以了解他們當時在做什麼和住在哪裡,因為我們已經記錄了他們的新陳代謝。”

恢復殭屍微生物

特別是,研究小組研究了兩種不同類型的藍細菌。它們包括β-藍細菌,這在當今的海洋中很常見。但是研究人員也為這項研究增加了新的思路。他們試圖從死裡帶回古老的藍細菌。赫爾利(Hurley)和她的同事們利用基因工程設計了一種不含羧基體的特殊微生物。可以將其想像為殭屍藍細菌。

研究合著者,地質科學副教授Boswell Wing說:“我們有能力在實驗室中進行本質上的生理復活。”

但是,當研究人員研究其文化的新陳代謝時,他們發現了一些令人驚訝的發現:他們的殭屍藍細菌似乎並未產生與科學家在岩石記錄中曾經見過的碳同位素特徵一致的化學特徵。實際上,最適合這些古老信號的可能是β-藍細菌-如今仍然非常活躍。

換句話說,該團隊似乎偶然發現了隱藏在地下的活化石。娛樂城評價視線。而且,他們說,很明顯,生活在大氧事件發生前後的藍細菌確實具有類似於羧基的結構。這種結構可能有助於細胞保護自己免受空氣中氧氣濃度的增加。 

永說:“現代生物可能類似於這些古老的藍細菌,這確實違反直覺。” 

他們指出,科學家現在對古代藍細菌的外觀有了更好的了解 娛樂城評價他們住的地方這意味著他們可以開始進行實驗,以更深入地研究20億年前的海洋中的生活。 

卡梅倫說:“從地質記錄和模式生物中可以找到確鑿的證據,可以為古代地球上的生活提供新的啟示。”參考文獻Hurley SJ,Wing BA,Jasper CE,Hill NC,Cameron JC。碳同位素證明了元古代的藍細菌的整體生理。 科學進步2021; 7(2):eabc8998。 doi:10.1126 / sciadv.abc8998

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