"海底黑烟囱"与生命起源述评

海底黑烟囱及相关生物群体的发现是近20年来全球海洋科学取得的最重要的科学成就之一.在海底黑烟囱周围高温、高压、黑暗、缺氧、含硫等极端环境中,生活着特殊的深海生物群落,它们的初级生产者嗜热细菌和古细菌,在基因组序列上最接近地球上原始的祖先,生活环境也与生命起源时地球上的高温、缺氧环境非常类似.地球历史早期热液系统曾经在地球表面广泛分布,因而嗜热微生物有着广泛的生存空间.通过对生命起源必须具备的物质条件、环境条件、能量条件、安全条件等方面考虑,现代海底黑烟囱周围的水热环境是探索生命起源的理想场所.     

深海底热液微生物成矿与深部生物圈研究进展

深海底热液喷口为地球上最奇特的成矿与生态环境,具有密集的生物数量及高生产率.海底黑烟囱周围的嗜热微生物生存于极端环境下,除了进行独立光合作用之外,还通过化能自养从无机化合物中获取能量,并支撑深海底喷口热液生命系统.在海底黑烟囱直接观察到浓密的嗜热微生物及其产物由海底喷涌而出,指示地下存在数量巨大的微生物,有的地区已被洋底钻探所证实.海底黑烟囱硫化物保留了丰富的微生物活动及其矿化记录,表明微生物直接或间接地参与了海底热液成矿,造成微生物原地快速矿化.开展现代与地史上海底热液硫化物及其微生物化石的研究对比,将拓展对早期生命环境及地外生命的研究探索.     

中国科学家首次成功实现保真采样与深海微生物高压培养

中国“大洋一号”深海考察船的科学家首次成功实现保真采样与深海微生物高压培养。“大洋一号”在西南印度洋中脊成功发现了新的海底热液活动区．抓取到了珍贵的烟囱体样品、生物样品以及大量的块状硫化物，并在取得的样品上发现了附着的生物个体。目前，已在“大洋一号”上建立了深海环境模拟系统，     

海底黑烟囱与生命起源的关系及其矿物分带研究

1977年,美国科学家乘坐＂阿尔文＂（Alrin）号到达东太平洋约2500米深的加拉帕格斯海底。他们发现在海底上耸立着数十个喷着黑色和白色烟雾的丘状体,约200℃～350℃的含矿热液从直径约15cm的烟囱中喷出。热液与周围的海水混合后很快发生沉淀,沉淀物主要为黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、闪锌矿等硫化物。同时,他们还发现在热泉出口附近这个没有阳光且缺氧的环境中还生活着大量奇异的生物,它们构成了一个庞大的生物群落。这些喷着热液的丘状体就称为海底黑烟囱。海底黑烟囱的发现引起了地球科学界及生物科学界的极大关注,因为其一方面不仅具有极大的经济潜力,而且还可以直接观测矿产的成矿过程,另一方面由于其特殊的深海生物群落的发现,对生命起源的研究有着重要的意义。     

嗜热细菌耐热机理及其应用

嗜热细菌是指在55℃以上的环境中能够生存繁殖的细菌。主要分布于温泉、堆肥、厩肥等高温环境中。中度嗜热细菌如一些嗜热的芽孢杆菌,其最高生长温度约为75℃。高度嗜热菌如栖热属(Thermus)的细菌其最高生长温度至少可达120℃。显然,这些高温条件对于一般的蛋白质、核酸等生物大分子来说足以使它们变性。嗜热细菌能够在这     

北极深海沉积物中嗜冷细菌的系统发育分析

从北极白令海深海沉积物中分离得到19株嗜冷细菌,通过测定16S rDNA序列对它们进行了分类鉴定及系统发育分析,并且与从热带西太平洋“暖池”区沉积物中分离的嗜冷细菌进行了比较.结果表明,由北极海底沉积物中分离得到的细菌主要属于γ-变形菌(γ-Proteobacteria),此外还有少量的α-变形菌和革兰氏阳性菌.在γ-变形菌中主要的菌属为假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas),假单胞菌属(Pseudomonas)和希瓦氏菌属(Shewanella).与西太平洋“暖池”区沉积物中的嗜冷细菌的比较分析表明,假交替单胞菌属和假单胞菌属在两个海域中普遍存在,而希瓦氏菌属的分布则表现出一定的地域性.系统发育分析表明,相同菌属但来自北极和西太平洋海域两个不同环境的嗜冷细菌在系统发育树中的位置都相对独立,有的还形成了独立的分支,说明其分子进化过程可能受到生存环境条件的影响.     

一鲸落,众物生

正4月,我国深海勇士号载人潜水器与母船"搭档"完成了2020年首次科考任务。让大家意想不到的是,科学家在本次科考过程中收获了重要成果——在我国南海1600米深处发现了鲸落。很快,"鲸落"这个词登上了热搜榜!奇异的鲸落鲸落,从字面上理解,指鲸死亡后沉到海底的现象。在生物学界,鲸的尸体、坠落的过程以及形成的海洋生态系统等,     

海底大探险（上篇）

潜艇、深海潜水器、潜水钻机，这些都是科学家们用来了解大洋深处所隐藏的秘密的工具。在海底，他们发现了山脉、温暖的水流、各种奇特的生物，了解到了海底地震形成的原因以及数不清的宝藏。     

纳米细菌研究的现状与展望

探讨纳米细菌的分离培养、形态特征、极端环境适应性,生物矿化特性,致病性等方面的研究进展,指出目前纳米细菌研究存在的问题.提出应整合现代微生物学技术、分子生物学技术、纳米生物技术等多种研究方法,通过对纳米细菌的研究,力求在海洋环境、极地环境及极端生态环境中发现具有嗜酸、嗜盐、嗜热、抗高压等特殊生理生化特性,以及具有降解多环芳香烃、农药等特殊生态功能的菌种资源.     

云南墨江金厂金矿床成矿地质特征

通过阐述墨江金厂金矿的成矿地质特征以及分析矿床成因,认为墨江金矿的形成受构造、地层、岩浆岩三者的控制,其成矿经历了海底火山热泉喷流沉积、区域变质作用萃取及晚期岩浆热液叠加、表生氧化淋滤富集,形成具多元、多期、多阶段成矿,演化复杂的"复成金矿床"。     

Filamentous microfossils in a 3,235-million-year-old volcanogenic massive sulphide deposit

The record of Archaean microfossils is sparse. Of the few bona fide fossil assemblages, most are from shallow-water settings, and they are typically associated with laminated, stromatolitic sedimentary rocks. Microfossils from deep-sea hydrothermal systems have not been reported in Precambrian rocks (> 544 million years old), although thermophilic microbes are ubiquitous in modern sea-floor hydrothermal settings, and apparently have the most ancient lineages. Here, I report the discovery of pyritic filaments, the probable fossil remains of thread-like microorganisms, in a 3,235-million-year-old deep-sea volcanogenic massive sulphide deposit from the Pilbara Craton of Australia. From their mode of occurrence, the micro-organisms were probably thermophilic chemotropic prokaryotes, which inhabited sub-sea-floor hydrothermal environments. They represent the first fossil evidence for microbial life in a Precambrian submarine thermal spring system, and extend the known range of submarine hydrothermal biota by more than 2,700 million years. Such environments may have hosted the first living systems on Earth, consistent with proposals for a thermophilic origin of life.     

传统豆制品腐败菌污染及抑制研究进展

传统豆制品营养丰富,含水量大,但容易腐败变质,尤其是鲜食豆制品保质期短、运输储存均需低温冷藏。这严重影响了传统豆制品的产品品质与消费者的食用安全,限制了生产加工企业的产量及其产业化发展规模。确定传统豆制品腐败菌的来源和种类,分析不同腐败菌与豆制品品质变化的相关性,并采用安全有效的方法对其进行抑制,有效延长保质期,日益成为研究热点。从制作传统豆制品的原料大豆自身的种植土壤、种皮微生物与内源微生物,原料预处理、加热残留、加工辅料带入的安全隐患、设备清洗不彻底等生产加工过程的影响,以及贮藏环境影响等方面阐述了引起传统豆制品腐败变质的原因与途径。在原料存储和生产加工中,要进行高标准和严格的食品安全管理;总结了引起传统豆制品腐败的细菌和真菌等主要微生物的来源、腐败现象、污染的豆制品。传统豆制品在贮藏过程中,针对腐败菌群体系呈现出不同优势菌群的动态菌相变化,应用传统方法结合现代技术进行腐败菌的系统分离和鉴定,根据特定腐败菌进行抑制是有效延长保质期的关键;针对传统豆制品腐败菌采用物理杀菌、化学抑菌和生物防腐等抑菌方法及其抑菌机理的阐述。特别是针对不同的传统豆制品品质及腐败菌的特点,采用新型物理杀菌技术结合安全高效、抑菌效果好的生物方法,尤其是对微生物源抑菌剂的应用,为有效延长传统豆制品保质期提供独特的优势,以期为传统豆制品保鲜的新方向提供参考。     

生命历程理论视角下战略科学家的成长轨迹及机制——以应用光学专家王大珩为例

 运用生命历程理论，以光学专家王大珩为对象，研究中国战略科学家的成长轨迹与机制。研究认为，战略科学家的成长是一个长期过程，受制于所处的时代和社会环境、个人能动性、时机、重要他人等因素的影响，是这些因素综合作用的结果。具体而言，所处时代的社会环境是战略科学家成长的基本条件；个人的能动性在其中发挥重要作用；个人与社会环境、生命中的重要他人以及重要时机的互动为科学家成长提供机遇和发展支持。     

执行器退化下反馈控制系统的寿命预测和延寿方法

在长期运行过程中,控制系统受到复杂工作环境的影响,执行器会发生不同程度损伤并导致其性能退化,进而致使反馈控制系统性能随之下降,甚至无法正常工作.因此针对执行器退化引起的系统性能恶化问题,建立了磨损和冲击共同作用的执行器复合退化模型,并采用基于失效时间的概率分布方法预测系统剩余寿命.然后,将执行器状态纳入控制器设计中,通过在线调整控制约束和修正设定值寻求系统性能与执行器健康指标之间的折衷平衡,以延缓执行器退化实现延长控制系统生命周期的目的.最后通过仿真案例验证了文中方法的有效性.     

空间站环境控制与生命保障系统微生物腐蚀行为与控制方法

 空间站环境控制与生命保障(环控生保)系统微重力条件下,空间站密闭狭小舱内的真菌和细菌等微生物主要来自航天员生理代谢产生的废物(尿液、粪便),日常生活和工作中形成的废弃物,以及在密闭生态系统中进行食物、气和水反复净化和再生处理所应用的微生物。空间站环控生保系统中的水、冷凝水、废水等介质中极易滋生微生物,并通过微生物产生具有腐蚀性的代谢产物,如硫酸、有机酸、硫化物和氨等,恶化金属材料腐蚀的环境。本文综述了微重力条件下的微生物生物效应、空间站材料微生物腐蚀行为、材料微生物腐蚀防护技术等3个方面,讨论了太空特殊的微重力环境下微生物生理生化性状的变化及其与材料间的复杂相互作用,认为开展微重力条件下相关材料的微生物腐蚀实验研究,明确生物膜的形成及其腐蚀作用机制,开发新型抗微生物防护材料体系,对保障空间站环控生保系统材料安全服役具有重要意义。     

外来种入侵与生态安全

世界的生物多样性正受到严重威胁，其中，生物入侵已成为威胁生物多样性的重要因素之一，近年来，外来种入侵对我国生物多样性的危害日益加剧，已经危及到我国的生态安全，为此从介绍与外来种入侵有关的概念入手，分析了外来种入侵的途径，生物入侵对我国生态环境、生物多样性（包括物种多样性和遗传多样性）、经济及社会的严重影响，提出在外来种入侵的防治和管理方面，应根据我国国情和目前生物入侵的实际状况，加强国家能力、研究能力和监管能力建设，确保我国的生态安全。     

新疆禾本科短命植物的生物学与生态学特征

本文报导新疆14种禾本科短命植物的生物学与生态学特征,均属春雨型早春短命植物,生活在荒漠生态环境中,利用春季温度回升和一定的降雨量、冬季积雪融水和土壤基质具有一定保水特性等特点,迅速萌发生长。当夏季降雨量减少,气候炎热、蒸发量大,土壤水分急剧下降时,已完成生活周期,利用种子和休眠状态的鳞茎来躲避夏季干热不良生态条件。温凉、湿润、长日照是禾本科短命植物生长发育的良好条件,而干旱和高温则是不利于它们延长生育期的因子。     

虚拟企业生命周期分析与系统管理

虚拟企业是一种新的合作模式,它可以适应不断变化的市场环境,因此自从它被提出后就受到企业界和学术界的广泛关注,并取得了一系列的研究成果。虚拟企业是由两个或两个以上的独立企业组成的一种临时性网络组织,当期望目标达到后此组织即解散。成功地实施虚拟企业可为企业带来可观的收益,但实施虚拟企业战略也有许多风险。作者在分析虚拟企业生命周期的基础上,提出了虚拟企业生命周期系统管理策略。     

随机激励下高压管道的疲劳寿命分析

应用功率谱密度(Power Spectral Density)法对随机基础激励下高压管道进行疲劳寿命分析．给出了在随机激励作用下结构的随机响应计算方法，由随机过程和Miner线性累积损伤理论，推导了功率谱密度法估算结构寿命的公式．在此基础之上，以一飞机高压管道结构为例，编写程序求解出其疲劳寿命值．算例表明，在某些结构的应力响应无法实测或难以实测到的情况下，采用功率谱密度法分析其疲劳寿命显得简洁有效．