病毒可能在创造地球最早的生命形式中扮演了重要角色

2022-02-23 / 作者:猫咪资讯 / 来源:网络整理 / 阅读:19 /
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病毒可能是拼图中缺失的一块,它可能有助于解释柔软的微生物垫如何转变成坚硬的叠层石,这些叠层石在澳大利亚的鲨鱼湾和皮尔巴拉等地非常普遍。西澳大利亚鲨鱼湾的叠层石。影像学分:保罗·哈里森/ CC BY-SA 3.0。叠层石是由复杂的微生物群落形成的地球生物系统,叠层石化石记录了地球上......

病毒可能是拼图中缺失的一块,它可能有助于解释柔软的微生物垫如何转变成坚硬的叠层石,这些叠层石在澳大利亚的鲨鱼湾和皮尔巴拉等地非常普遍。

Stromatolites at Shark Bay, Western Australia. Image credit: Paul Harrison / CC BY-SA 3.0.

西澳大利亚鲨鱼湾的叠层石。影像学分:保罗·哈里森/ CC BY-SA 3.0。

叠层石是由复杂的微生物群落形成的地球生物系统,叠层石化石记录了地球上一些最古老的生命。

微生物席是现存叠层石的前身。然而,从席状到叠层石的转变机制是有争议的,并且仍然没有被很好地理解。

要充分认识到这些生态系统对生物圈进化的深刻影响,需要了解现代的机制以及它们与地质记录的关系。

“叠层石是已知最古老的微生物生态系统之一,可追溯到大约37亿年前,”澳大利亚天体生物学中心和新南威尔士大学生物技术和生物分子科学学院的研究员Brendan Burns博士说。

“它们在化石记录中无处不在,是我们地球上最早的生命实例之一。”

“制造它们的微生物垫主要由蓝细菌组成,它们利用光合作用& # 8212;像植物一样& # 8212;将阳光转化为能量,同时随着时间的推移产生如此多的氧气,它们改变了早期地球的大气层,使其适合复杂生命居住。你可以说,我们的存在归功于这些活岩石。”

伯恩斯博士和他的同事们想了解微生物垫锂化成叠层石背后的机制,不仅因为对这一过程知之甚少,还因为这可能会增加我们对地球生命的了解。可能还有其他星球。

他们假设微生物垫从软细胞到岩石的转变是通过与病毒的相互作用而增强的。

伯恩斯博士说:“我们认为病毒可能会对微生物代谢产生直接或间接的影响,而微生物代谢控制着微生物席向叠层石的过渡。

“在直接影响场景中,病毒渗透到蓝细菌的细胞核中,影响宿主的新陈代谢,插入和移除基因,从而同时增加病毒和宿主的适应度。”

“这反过来增加了微生物垫的存活率,并选择了可能影响碳酸盐沉淀的基因& # 8212;基本上是微生物浇筑混凝土,制造叠层石公寓楼的过程。”

在间接的情况下,在一个被称为病毒裂解的过程中,病毒侵入活细胞并触发其膜的崩解和内含物的释放。

伯恩斯博士说:“我们认为病毒裂解可能会释放出促进生物体新陈代谢的物质,从而导致矿物沉淀,最终形成叠层石。

“我们希望能够确定哪些病毒真正参与其中,并看看我们是否能够操纵潜在的病毒-宿主相互作用,以发现它们是否能够改变一些可能导致叠层石形成的代谢。”

该团队的论文发表在《微生物趋势》杂志上。

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理查德·艾伦·怀特三世等人,2021年。在岩石和柔软的地方之间:病毒在现代微生物垫的锂化中的作用。微生物学趋势29(3):204-213;doi: 10.1016/j.tim.2020.06.004


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