微生物的皮肤会对环境做出反应，就像我们的皮肤在热的时候出汗，或者在外面冷的时候发抖一样。微生物皮肤化石可以让我们一窥过去深层地质时期的气候状况。通过发现这些化石皮肤和活细菌皮肤之间的“缺失环节”，荷兰皇家海洋研究所(NIOZ)的微生物学家戴安娜·萨霍内罗(Diana Sahonero)大大提高了气候重建和预测的准确性。
微生物的皮肤是由脂质构成的，脂质分子可以作为化石保存下来，告诉我们这些微生物在过去是如何生活的。“一些微生物脂质被广泛用于重建过去的气候。它们一直被神秘包围着，因为我们不知道是哪些微生物在什么条件下制造它们。这种信息的缺乏限制了这些分子重建过去环境条件的预测能力，”Sahonero说。
现在，她的研究显示了哪些细菌制造了这些脂质，以及它们是如何进化出它们的脂质皮肤来适应环境变化的——这是更详细地重建和预测气候变化的又一步。
气候重建
脂质是十大黄台软件APP免费下载细胞膜的分子组成部分，对于每个微生物物种来说都是独一无二的。乌得勒支大学地球科学学院副教授、NIOZ高级科学家劳拉·维兰纽瓦说:“它的工作原理就像指纹一样，可以用来识别微生物遗骸。”
古代微生物的脂质可以在古老的沉积物中找到。一旦这些来自过去的分子被分离、识别并与当前存活的细菌群联系起来，脂质就可以像“生物标志物”一样发挥作用。这些标记可以告诉我们古代地球的大气和海洋状况，因为我们从微生物的现存亲戚那里了解到它们是如何与环境相互作用的。
谁制造了这些分子，怎么制造的?
长期以来，人们不清楚究竟是哪种细菌在制造这些特殊的脂质，这种脂质被称为分支甘油二烷基甘油四醚(GDGTs)。这种类型的脂质经常用于气候重建。戴安娜和她的同事们终于发现了形成这些脂质的细菌。以及这些细菌是如何制造脂质的。
“这就像大海捞针一样”，Sahoreno说。“从一开始，我们就知道我们必须用大规模的方法来回答这个问题。我们需要研究1850多种蛋白质，以确定制造这些脂质分子的微生物。”
一旦研究人员知道哪些现存的细菌制造了这些脂质分子，它们就可以用来更准确地重建气候。研究人员可以测量这些活细菌与周围海水或大气的相互作用。这些信息导致了“代理”——将脂男女差差差30分大全免费质分子的细节(例如丰度)与环境值相关联的关键。这是根据旧沉积物样本重建过去环境和气候条件的重要一步。
生命的早期进化
“我们的研究表明，目前有许多种类的活细菌可以制造这种类型的膜脂。此外，我们发现这些细菌都局限于没有氧气的环境，”Sahonero说。
“这项对细菌古菌类脂质的研究表明，这组产生它们的微生物是如何在数十亿年前进化出脂质膜的。能一瞥这段生命的历史真是太棒了。直到现在，这基本上还是一个谜。”
下一个什么?
Sahonero和她同事的工作仍在进行中。“现在我们知道哪些细菌形成了这些分子积木，我们也知道它们是如何做到这一点的。接下来，我们需要弄清楚这些分子的产生是如何依赖于水温或pH值等环境因素的，”Villanueva说。“然后，(古)气候学家可以更自信地使用基于这些细菌脂质的替代品。这为他们更详细地重建和预测气候变化提供了新的可能性。”
这项研究发表在《科学进展》杂志上。
更多信息:Laura Villanueva等人，解开脂质鸿沟:细菌中跨膜和醚脂生物合成关键酶的鉴定，科学进展(2022)。DOI: 10.1101 / 2022.04.21.487849v1
荷兰忘忧草中文字幕资源网皇家海洋研究所提供
引用本文:将化石气候代用物与活细菌联系起来有助于气候预测(2022,12月16日)检索于2022年12月16日https://phys.org/news/2022-12-linking-fossil-climate-proxies-bacteria.html
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