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元古宙真核藻类演化及环境控制因素
投稿时间:2020-10-26  修订日期:2020-11-25  点此下载全文
引用本文:
DOI:10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2021053
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作者单位地址
张凤廉 中国石油勘探开发研究院 北京市海淀区学院路20号中国石油勘探开发研究院
王华建 中国石油勘探开发研究院 北京市海淀区学院路20号中国石油勘探开发研究院
张水昌 中国石油勘探开发研究院 
邓胜徽 中国石油勘探开发研究院 
叶云涛 中国石油勘探开发研究院 
邓焱 北京大学地球与空间科学学院 
王晓梅 中国石油勘探开发研究院 
吕丹 中国石油勘探开发研究院 
卢远征 中国石油勘探开发研究院 
吕怡潼 中国石油勘探开发研究院 
基金项目:国家重点研发计划项目(2017YFC0603101)、国家重大科技专项(2016ZX05004001)、中国科学院战略性先导科技专项(A类)(XDA14010101)、国家自然科学基金项目(41872125,41530317)和中石油重点项目(2016A-0203,2016A0206)的联合支持
中文摘要:宜居地球、地外生命探索以及资源勘查等的需求使真核生物的早期溯源和演化趋势研究成为国际热点。根据已发现实体化石、分子化石和分子钟证据,将元古宙真核藻类演化划分为环境准备(2.45~1.70Ga)、缓慢发展(1.70~0.80Ga)、快速上升(0.80~0.64Ga)、大量辐射(0.64~0.54Ga)四个阶段。元古宙真核生物的出现和辐射进程与地球氧化和极端地质-气候事件(如冰期)的发生具耦合性,表现出早期生命与地球表层环境的协同演化。真核藻类在1.70~0.80Ga期间的缓慢演化可能与长期较低的大气氧含量(约为现今水平的1~10%PAL)有关。低的大气-海洋氧化程度不仅限制了真核藻类生存空间,也通过对氮、磷等营养元素的供应约束,限制了真核藻类初级生产力水平。因此,地球表层氧化可能是地球宜居演化,并孕育出真核生物等各种复杂生命的主要原因。从地球系统形成与演变的角度探索生物圈演化或能对生命的过去和未来给出更为可靠的答案。
中文关键词:元古宙  真核藻类  化石  甾烷  氧气    
 
Evolution of Proterozoic eukaryotic algae and environmental constraints
Author NameAffiliationAddress
Zhang Fenglian Research Institute of Petroleum Exploration and Development 北京市海淀区学院路20号中国石油勘探开发研究院
Wang Huajian Research Institute of Petroleum Exploration and Development 北京市海淀区学院路20号中国石油勘探开发研究院
Zhang Shuichang Research Institute of Petroleum Exploration and Development 
Deng Shenghui Research Institute of Petroleum Exploration and Development 
Ye Yuntao Research Institute of Petroleum Exploration and Development 
Deng Yan School of Earth and Space Sciences, Peking University 
Wang Xiaomei Research Institute of Petroleum Exploration and Development 
Lv Dan Research Institute of Petroleum Exploration and Development 
Lu Yuanzheng Research Institute of Petroleum Exploration and Development 
Lv Yitong Research Institute of Petroleum Exploration and Development 
Abstract:Early traceability and evolutionary trend research of eukaryotes became an international hot spot for the research necessary of habitable earth, exploration of extraterrestrial life and resource exploration. Based on the evidence of body fossils, molecular fossils and molecular clocks that have been reported, the evolution of Proterozoic eukaryotic algae is divided into four stages: environmental preparation (2.45~1.70Ga), slow development (1.70~0.80Ga), rapid rise (0.80~0.64Ga), and radiation (0.64~0.54Ga). The emergence and radiation process of Proterozoic eukaryotes were coupled with the oxidation events and extreme geo-climatic events (such as glaciation events), showing co-evolution of early life and the earth surface environment. The slow development of eukaryotic algae during 1.70~0.80 Ga might be related to the long-term low atmospheric oxygen content (approximately equal to 1~10% PAL of the present level). The low degree of atmospheric-oceanic oxidation not only limits the living space of eukaryotic algae, but also restricts their primary productivity through constraining the supply of nitrogen and phosphorus. Therefore, surface environment oxidation may be the key factor for the habitable evolution of the earth and the appearance of various complex life, especially the eukaryotes. Exploring the biosphere evolution from the perspective of the formation and evolution of the earth system may give more reliable answers to the past and future of life.
keywords:Proterozoic  eukaryote  fossil  sterane  oxygen  nitrogen  phosphorus
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