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中国科学院地质与地球物理研究所李金华研究员讲述追寻趋磁细菌足迹揭秘地磁生命协同演化奥秘

2024年09月24日 作者:陈沐阳 朱景一编辑:侯煜审核:张伶俐浏览量 :

9月21日上午,中国科学院地质与地球物理研究所李金华研究员应邀参加“山海知微”学术论坛,作了题为“追寻趋磁细菌足迹揭秘地磁生命协同演化奥秘”的学术报告。本次讲座由微生物技术国家重点实验室教授王禄山主持。

地磁场是地球内部存在的天然磁性现象,地球的磁场向太空伸出数万公里形成地球磁圈引力,同时地球磁圈有屏障太阳风中带电粒子的作用,因此生命在持续变化的地磁场中繁衍生息。趋磁细菌体内合成的磁小体可以响应地磁场,形成微化石,记录古信息,是今、古“地磁场-微生物-环境”共演化规律研究最好的模式生物。李金华分别从趋磁细菌的多样性和种类鉴定、磁小体生物矿化以及磁小体的地学和材料学应用三个方面展开讲述,并对下一步的研究工作进行了展望。

趋磁细菌存在生物复杂多样和种类鉴定困难的研究难点,李金华团队通过建立多学科交叉综合研究体系,利用荧光显微镜识别生物信号和扫描、透射电镜提取物理信号相结合的方法,实现未培养趋磁细菌单细胞水平综合研究,构建了迄今最全趋磁细菌种类与磁小体关联数据库。同时也首次提出趋磁细菌类群与磁小体矿化的相关性模型,将基因与矿物关联,推动了地球科学和生物科学领域的研究发展。之后,李金华介绍了趋磁细菌生物矿化生物学和生态学意义。首次发现的原核生物细胞内生物控制矿化二氧化硅的新机制,将生物沉硅可追溯时间向前倒推约1000年,为进一步探索地球演化早期的硅循环的成因提供了新思路。由于地质样品和磁小体磁性的复杂性给精准识别和量化解释带来了困难,李金华团队成功建立和完善了磁小体化石量化识别体系,通过扫描电镜进行半定量评估,利用透射电镜进行精准识别,运用磁学测量进行定量分析,提供了微观鉴定指导磁性解释的量化识别思路。李金华从趋磁生物多样性及其演化、环境-生物-矿化关联机制以及矿物-磁性-功能相关性及仿生应用三个方向对未来研究工作进行了展望,他表示“走进生物-地球-磁学的世界,一切皆有可能”。提问环节,参会师生与李金华进行了深入的交流和讨论,气氛热烈,大家在此次讲座中都受益颇丰。

会议最后,王禄山对讲座进行了总结,对李金华的精彩汇报表达了感谢,对他深入浅出、通俗易懂的讲述给予高度肯定和赞赏,鼓励同学们学习如何讲好一个完整的科学故事,在未来的科研道路上,继续勇攀学术高峰。