科技日?qǐng)?bào)訊 （記者馬愛平）細(xì)菌化石是指保存在巖石中的古老細(xì)菌遺體或其活動(dòng)留下的痕跡。4月15日，記者從西北大學(xué)早期生命與環(huán)境研究團(tuán)隊(duì)獲悉，該團(tuán)隊(duì)與中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所、上海交通大學(xué)等單位的科學(xué)家合作，在5.18億年前的寒武紀(jì)清江生物群中發(fā)現(xiàn)了多細(xì)胞結(jié)構(gòu)的清江絲菌化石，該化石是絲狀硫酸鹽還原菌化石。研究人員結(jié)合分子生物學(xué)分析結(jié)果，重現(xiàn)了硫酸鹽還原菌與地球環(huán)境協(xié)同演化歷史。相關(guān)研究論文日前發(fā)表于《科學(xué)通報(bào)》（英文版）。

此前，除了少數(shù)有特殊形貌的藍(lán)細(xì)菌化石和趨磁細(xì)菌磁小體化石，在古老地質(zhì)記錄中還沒有發(fā)現(xiàn)可靠的硫酸鹽還原菌化石。科學(xué)界對(duì)硫酸鹽還原菌的演化與地球環(huán)境變化的關(guān)系也沒有明確認(rèn)識(shí)。

“硫酸鹽還原菌是一類在厭氧條件下生活的微生物，它們利用硫酸鹽氧化有機(jī)碳來獲取能量，并在此過程中將硫酸鹽還原，產(chǎn)生代謝產(chǎn)物硫化氫?！闭撐墓餐ㄓ嵶髡摺⑽鞅贝髮W(xué)教授張興亮告訴記者。這些細(xì)菌是地球硫循環(huán)的關(guān)鍵推動(dòng)者，通過還原硫酸鹽參與到硫的生物地球化學(xué)循環(huán)中，影響硫在不同價(jià)態(tài)和形態(tài)間的轉(zhuǎn)化。同時(shí)，它們也參與有機(jī)質(zhì)的分解和甲烷氧化等過程，從而調(diào)節(jié)海洋的氧化還原狀態(tài)和海洋內(nèi)部的溫室氣體排放。

研究團(tuán)隊(duì)根據(jù)化石證據(jù)和譜系基因組學(xué)分析結(jié)果，提出硫酸鹽還原菌與地球氧化事件協(xié)同演化假說，認(rèn)為脫硫細(xì)菌門首先在24億年前的大氧化事件期間發(fā)生輻射演化，約8.5億年前演化出絲狀種類；在新元古代末期，地球第二次氧化事件導(dǎo)致海底廣泛氧化，絲狀種類約在5.6億年前獲得傳導(dǎo)電子功能，硫酸鹽還原通路逆轉(zhuǎn)，演化成可以跨越氧化還原界面，一端在還原帶氧化硫，另一端在氧化帶還原氧的電纜細(xì)菌。

論文共同通訊作者、中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員李金華介紹，這項(xiàng)研究借助了多種高分辨率、高精度顯微和微區(qū)原位分析技術(shù)，是國內(nèi)在多學(xué)科交叉背景下探究微生物硫酸鹽還原作用與地球環(huán)境協(xié)同演化的首次嘗試，對(duì)融合利用顯微學(xué)和基因組學(xué)等最新技術(shù)、促進(jìn)地學(xué)與生物學(xué)前沿交叉、探索解決地球與生命協(xié)同演化等具有重要意義。

論文共同通訊作者、上海交通大學(xué)副教授王寅炤認(rèn)為，這項(xiàng)研究能夠?yàn)榭茖W(xué)家探討“生命在火星等其他行星上的存在、演化的可能性研究”提供參考，為人類尋找地外生命提供一種可能的途徑。

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