法國(guó)研究人員發(fā)現(xiàn)一種新的光合細(xì)菌，它能夠控制自身的礦物質(zhì)形成（鈣,、鎂,、鋇和鍶的碳酸鹽）,，這一結(jié)果發(fā)表在2012年4月27日的Science上,，它揭示了一種機(jī)制未知的新型生物礦化作用的存在,。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)于解釋古化石記錄具有重要意義。
藍(lán)細(xì)菌（藍(lán)綠藻類原核生物）一直吸引著科學(xué)家們的注意力,，它能夠進(jìn)行光合作用，在地球生活史中發(fā)揮著重要作用,，特別地促進(jìn)了大氣氧化作用,。一些藍(lán)藻能夠形成細(xì)胞外碳酸鈣，尤其是那些與疊層石相關(guān)的碳酸鹽巖,，它們距今約35億年,，是地球上最早的的生命痕跡。因此,，藍(lán)細(xì)菌化石就出現(xiàn)在這一類巖層形成的期間,。然而，第一個(gè)藍(lán)細(xì)菌化石僅能回溯到7億年前,，正好是約23億年前地球大氣中氧氣水平開(kāi)始上升之后,。
科學(xué)家們?cè)谀鞲缫粋€(gè)火山湖中收集疊層石，并在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行培養(yǎng),，他們發(fā)現(xiàn)了一種新的藍(lán)細(xì)菌,，稱為Candidatus Gloeomargarita lithophora,，它源自藍(lán)細(xì)菌的一個(gè)早期分支譜系，能形成270nm（2700億分之一米）大小的細(xì)胞內(nèi)碳酸鈣納米粒,，但其生物礦化作用的機(jī)制尚屬未知,。雖然，已知有些藍(lán)細(xì)菌形成疊層石內(nèi)的細(xì)胞外碳酸鈣鹽,，但是在細(xì)胞內(nèi)還沒(méi)有觀察到這樣的形成,。這一新物種還有另一個(gè)鮮明特點(diǎn)，即積累鍶,、鋇并將它們整合成碳酸鹽,。
這一發(fā)現(xiàn)對(duì)于解釋古化石記錄有重要意義。如果疊層石相關(guān)藍(lán)細(xì)菌在細(xì)胞內(nèi)形成碳酸鹽,，而不是細(xì)胞外,，那它們就不會(huì)被保存在化石中。這就能解釋它們最早出現(xiàn)（至23億年前）與發(fā)現(xiàn)的最古老化石（7億年前）之間的時(shí)間間隔,。接下來(lái)的工作就是要找出藍(lán)細(xì)菌為什么和如何產(chǎn)生碳酸鈣,。（生物谷bioon.com）
doi:10.1126/science.1216171
PMC:
PMID:
An Early-Branching Microbialite Cyanobacterium Forms Intracellular Carbonates
E. Couradeau, K. Benzerara, E. Gerard, D. Moreira, S. Bernard, G. E. Brown, P. Lopez-Garcia
Cyanobacteria have affected major geochemical cycles (carbon, nitrogen, and oxygen) on Earth for billions of years. In particular, they have played a major role in the formation of calcium carbonates (i.e., calcification), which has been considered to be an extracellular process. We identified a cyanobacterium in modern microbialites in Lake Alchichica (Mexico) that forms intracellular amorphous calcium-magnesium-strontium-barium carbonate inclusions about 270 nanometers in average diameter, revealing an unexplored pathway for calcification. Phylogenetic analyses place this cyanobacterium within the deeply divergent order Gloeobacterales. The chemical composition and structure of the intracellular precipitates suggest some level of cellular control on the biomineralization process. This discovery expands the diversity of organisms capable of forming amorphous calcium carbonates.
