深海热液区化能自养微生物多样性、代谢特征与环境作用

热液生态系统是如何形成的?深海热液活动在地球生命起源与演化中贡献是什么?作为深海热液生态系统初级生产者,化能自养微生物在热液区从无机到有机的物质能量转化、元素生物化学循环、热液生命起源演化、热液共生体与生态系统形成发挥着重要作用.深海热液生态系统的能量来源主要是地幔岩浆房水岩反应所产生的还原性物质,包括氢气、硫化氢、甲烷以及还原性金属离子等.化能自养微生物广泛分布于羽流、烟囱壁及热液沉积物等各种热液区生境,通过氧化热液中所携带的还原性物质获得能量、固定二氧化碳,形成热液生态系统初级生产力.通过长期的生物与非生物过程的交互作用,演化形成独特的深海暗能量生态系统.热液微生物的多样性分布特征与影响因素、热液区极端环境适应性机制与环境作用,以及热液生物共生机制等仍是目前重要研究内容,相关研究将有助于认识深海暗能量生态系统的形成机制以及深部生命过程.     

深海:21世纪的竞技场

正人类作为陆生动物,海洋不是他的栖居地。"石沉大海","泥牛入海",海洋历来被认为是万事万物的终点。尤其是没有光线的深海,曾经长期被认为是一个没有生命、没有运动的死亡世界。现在变了:19世纪发现深海动物,20世纪发现深海海水和地壳的运动。近三十多年来发现的深海热液和冷泉,揭示出海底有来自地球内部的物质和能量;"黑暗食物链"和"深部生物圈"     

深海绿洲

俗话说,如果没有阳光,地球上的万物就不会生长。可是,美国"阿尔文"号深潜器所作的深海考察,却向这条千古不变的生命定律提出了挑战。1977年10月,美国地质学家乘坐"阿尔文"号深潜器在东太平洋加拉帕戈斯海底裂谷中,首次发现了充满生命的温泉口。这些热泉在几千米深的海底,像一个个烟囱一样,向外喷吐着一股股的热液,热液的温度高达350℃。奇怪的是,在温泉口     

生命的伊甸园

深海鲸尸生态群落和深海热液泉生态群落的存在向我们暗示, 地球生命也许并非诞生于地表, 而有可能起源于黑暗的深海底或炽热的地壳深处,甚至是另一颗行星的地壳深处……     

海底热液活动与生命起源

现代海底热液活动及有关的生命现象是最近三十年来自然科学最重要的发现之一,给地质学、地球化学和生物学的研究提供了全新的视野。通过对地球早期环境条件及其演化的研究,结合地质历史上最早生命的记录,一些科学家意识到,海底热液活动完全具备地球上生命起源必需的物质、能量和环境条件。在热液条件下,不仅一些有机物能通过无机合成得以生成,喷口/海水界面上剧烈的物理和化学梯度为嗜热化能自养微生物提供了能量。嗜热化能自养微生物是热液生态系统的初级生产者,在生物进化历史上也最接近“最后的共同祖先”。文章对“生命起源于海底热液活动”这一科学假说作了比较系统的介绍。     

重返加拉帕戈斯

25年前,一只科考队在距厄瓜多尔本土以西约500海里的科隆群岛(又名加拉帕戈斯群岛)的加拉帕戈斯裂缝考察时,发现了深海热液出口。冰冷黑暗的海底,发着微光的热液从出口汩汩涌出,周围的海水时而比沸水还烫,时而又冷得像冰。最不可思议的是热液出口的周围居然还有着一个不为人知的生态系统。这个惊人的发现推翻了生命只能依赖阳光和光合作用的理论,揭开了海洋生态学和生命科学的新篇章。25年后,为了纪念这个重大的发现,2002年5月24日至6月4日,科学家们重返加拉帕戈斯裂缝,进行了进一步的勘测研究。     

揭示边缘海的"生命史"——南海深海过程演变研究

深海是地球表层最晚认识的部分,人类对于深海的知识绝大部分来自最近半个多世纪.1968年开始的深海钻探计划(DSDP),证明洋底在不断扩张;1978年开始的高能底部边界层计划(HEBBLE),证明几千米海底还有"深海风暴";1970年代末发现大洋中脊喷出热液,支持着非光合作用的"黑暗食物链";1990年代又发现海底以下的地壳深处还有"深部生物圈",可能占据地球总生物量的30%.     

“九北”的生命

生命出现在地球上己有３８亿年,但是,地球生命源自何方？是起源于地球,还是在别处起源后被带到地球上来？一直是个未解之谜。科学家在被称为“九九”（东太平洋赤道附近的北纬九度）的漆黑的海底深处的火山口附近发现‘“人了兴旺”的生物村落,对这些奇异生物的研究,也许有助于我们解开生命起源的秘密。巨型管虫巨型管虫具有优雅的身躯和奇异的红色羽状物,它是海底热液口的“次子”。它的幼体附着在热液口旁边的熔岩上,然后长出颀长而雪白的管状躯体。它的红色状物吸收合硫的海水,而躯体内的细菌囊则将其转化成能源和食物,以供自己…     

"古老的花园"

2002年,科学家在水深达到1230～3690米的寒冷的加利福尼亚深海海域,发现了大片年代久远且生长茂密的深海珊瑚.科学家称这个地方为"古老的花园".过去,科学家认为深海环境跟地表的贫瘠的沙漠差不多,充其量在洋底表层有一些纤细的蠕虫或微小的甲壳类动物依赖从上层水面飘落下的有机物微粒维系基本的生存.现在深海珊瑚的发现表明,即使在水面以下很深的地方,仍然存在着生机盎然的生命世界.     

中国惊现14亿年前生命遗迹

中国科学家在河北省的长城附近采集的矿石标本中,找到了距今14亿年前的海底原始生命的遗迹。专家认为,该发现对揭示生命起源和探寻外星生物具有积极意义。     

无脊椎动物的乐园

2005年,一个由多国科学家组成的考察小组进入北冰洋最鲜为人知的区域--加拿大深海盆地,展开生物多样性考察活动. 加拿大深海盆地位于北冰洋中部,终年为水层所覆盖,是人类涉足最少的地方之一,曾被认为是生命的"荒漠"今天,借助声波探测等技术,科学家发现这里的生物分布密集程度远比事前预测的要高得多,甚至在冰层中和大洋底也有大量的浮游生物存在科学家形容说,北冰洋的深海水域其实是"无脊椎动物的乐园".     

东南印度洋中脊第K 段热液羽流分布研究: 中国大洋航次(DY115-19)第一航段调查

研究沿大洋中脊系统热液喷口的分布对于研究海洋热循环、化学循环、生命起源等很多领域的问题都有极为重要的科学意义. 自从20 世纪70 年代美国科学家利用爱尔文号深潜器在东太平洋近2000 m 水深的海底发现第一个热液喷口起, 科学家们对于全球大洋中脊系统上热液喷口的分布了解得越来越多. 尽管有证据表明印度洋中也存在热液活动, 到目前为止, 对印度洋中脊的热液调查航次相对较少, 而且已有的探测活动大多集中在中印度洋脊和西南印度洋中脊, 对东南印度洋中脊的调查甚少. 2007 年1 月, 作为中国(DY115-19)大洋航次第一航段的热液调查内容之一, 中国科学家乘“大洋一号”科考船, 对东南印度洋中脊位于圣保罗-阿姆斯特丹岛东南方的K 洋脊段开展了为期数日的热液羽流探测.     

深海锰结核中微生物的分类及串珠状超微生物化石的研究

1994年以来,作者用偏光显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜研究了东太平洋的深海锰结核,其中透射电子显微镜样品是采用离子减薄法制成的.这些锰结核按形态及其包壳的叠层石种类可分为表面光滑的和瘤状的两种类型.前者的包壳由微小叠层石组成,后者的包壳由奇异叠层石组成.文献[1]曾报道了锰结核中串珠状超微生物化石的首次发现,但是尚未进行分类和定名.此后,作者将另一种螺旋状超微生物化石定为太平洋螺球孢菌(新种),并认为螺球孢菌才是瘤状锰结核的包壳——奇异叠层石的真正建造者.本文是在上述基础上对深海锰结核中各种微生物按其与锰结核的关系进行分类,并对表面光滑的深海锰结核中的串珠状超微生物化石进行系统描述和定名.1 深海锰结核中微生物的分类深海锰结核可以看作为一种微生物建隆.在此建隆中发现的微生物化石种类很多,包括有孔虫、钙质超微化石、放射虫、硅藻、硅鞭毛藻、海绵骨针、蠕虫虫管、真菌以及新发现的纳米级超微生物等等.但是,上述各种微生物(除纳米级超微生物外)化石文献中报道较多,但并未涉及其在锰结核的建造中所起的不同作用.作者根据这些微生物与锰结核的关系将其分为以下4种类型:     

深海秘境——无脊椎动物的乐园

2005年,一个由多国科学家组成的考察小组进入北冰洋最鲜为人知的区域——加拿大深海盆地。展开生物多样性考察活动加。加拿大深海盆地位于北冰洋中部，终年为冰层所覆盖，是人类涉足最少的地方之一，曾被认为是生命的”荒遵”今天．借助声波探测等技术，科学家发现这里的生物分布密集程度远比事前预测的要高得多，甚至在冰层中和大洋底也有大量的浮游生物存在，科学家形容说，北冰洋的深海水域其实是“无脊椎动物的乐园”。     

梅尔文·卡尔文:光合作用寻“碳”踪

正梅尔文·卡尔文用碳-14跟踪二氧化碳在植物细胞内的变化轨迹,探明了光合作用中的碳固定途径,首次揭示了自然界最基本的生命过程,对生命起源的研究具有重要的意义。植物生长所需营养物质来自哪里从两千多年前古希腊的亚里士多德时代,直至18世纪中期,人们一直以为,植物体内的全部营养物质,都是从土壤中获得的。不过,也有人不这么看。1643年,比利时医生范·海尔蒙特通过实验认为,构成植     

动态点击

生命起源新说最初的生命究竟诞生于海水中还是来自太空，或是另有起源?据德国最新一期《科学画报》杂志报道，来自德国杜塞尔多夫大学的威廉·马丁与英国格拉斯哥环境研究中心的科学家米歇尔·罗塞尔等人提出了一种新假说：生命最初起源于海底含有硫化铁的岩石。科学家认为，在上述狭小空间内聚集的氢气、氰化物、硫化物与一氧化碳及其他生命体起源所需物质最终发生相互反应，并形成了最初的有机体。目前关于生命起源已有多种假说，其中较为主流的是“海洋起源说”。这种假说认为，在大约38亿年前，当地球上的陆地还是一片荒芜时，海洋中开…     

生命起源自粘土

生命起源至今仍是个谜。有的科学家说,生命起源自一种原始状态的溶液,另有些科学家提出更别致的假说,认为单细胞的生命起源自空间,是慧星把它们带到地球来的。最近美国航空与航天局阿     

超临界二氧化碳协助制备多组分复合材料及在超级电容器方面的应用

采用绿色水热方法合成石墨烯/吡咯气凝胶(G-Py),原位聚合的方法制备碳纳米管/聚苯胺复合材料(CNT/PANI),而后通过超临界二氧化碳的协助制备了一系列G-Py和CNT/PANI的复合材料,并通过红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和Raman光谱研究其结构变化,电化学工作站测试其电性能,从而探究超临界二氧化碳对其结构和性能的影响.研究结果表明,经过超临界二氧化碳协助一步法得到的复合材料具有最优的电性能.电化学测试表明其比电容高达373 F/g,是未经超临界二氧化碳处理制备的复合材料的1.4倍,说明超临界二氧化碳辅助制备是构筑多组分复合材料的一种有效方法.     

我们能够埋葬二氧化碳吗?

2006年,一支由日本和德国科学家组成的考察队,在台湾海域附近海底取得了一个重要发现.考察队在观察海底热液泉时,意外发现了一个液态二氧化碳湖.在正常情况下,地球表面的二氧化碳呈气态,但在海洋深处,由于巨大的压力和极度的寒冷,二氧化碳被压缩、冷却成液态,并聚积在一起形成湖泊.     

生物高分子在地球上的起源——试论无机样板说

生命起源的问题是自然科学领域中的一个重要课题,但是显得更为重要的是围绕着这一命题在哲学上展开了唯物论与唯心论的尖锐斗争.一切唯心论者,从主观唯心主义到客观唯心主义,从上帝创世说到泛神论和自然神论等形形色色的流派,都站在剥削阶级的立场上,认为生命是神创的;古代唯物主义者虽然朴素地认为生命是从浑沌世界中产生出来的东西,但不能科学地回答这一问题.近一百年前,恩格斯就已指出:“生命的起源必然是通过化学的途径