古蛋白质比古DNA具有更高的保存潜力,因此蛋白质组学研究可以帮助阐明一些超出古DNA研究领域的灭绝生物群体的生物学特征.迄今为止最古老的多肽发现于中国西北地区晚中新世临夏盆地的鸵鸟蛋壳化石中,是与蛋壳矿化相关的蛋白质struthiocalcin(SCA-1)的一部分.前人认为SCA-1在蛋壳中均匀分布,并因其与方解石晶体结合的特性而得以在地质历史中长时间保存.本次对同一鸵鸟蛋壳化石进行了组织学、扫描电子显微镜和拉曼光谱分析,发现蛋壳内侧锥体层的晶核含有部分磷灰石,其他部位则完全由方解石构成;这些晶核部分应当是在成岩作用过程中经历了磷酸盐化.在对该化石蛋壳样品脱钙处理后,其锥体层晶核部分存在残留物,呈现网络状纤维结构,其位置和形态与现生鸵鸟蛋壳中脱钙后残留的有机质相似.结果表明,该化石蛋壳中的古多肽可能集中保存在锥体层晶核处,而非在整个蛋壳中均匀分布.磷酸盐化可能是另一个有利于有机物长期保存的埋藏过程.临夏盆地的古气候和埋藏环境可能为该古蛋白分子的保存提供了有利的条件.建议在未来研究中进行更深入的组织化学和矿物学分析,以进一步了解该盆地有机质和古蛋白的保存机制.

近200年来,化石燃料的大量燃烧导致过量的CO2被排放到空气中,造成全球气候变暖.这种环境问题引起了人类的关注深思,因此,开发一种新型的、可持续利用的能源已经迫在眉睫.相对于其它绿色能源,研究者认为微藻不仅能通过光合自养将CO2转变为有机质,而且还不占用农业土地,具有很好的发展前景.本综述介绍了微藻淀粉的国内外研究现状,淀粉的生物合成机制,提高淀粉积累的方法以及在分子层面上了解合成淀粉的代谢通路和调控基因,以便获得大量的淀粉来生产生物乙醇,给人类提供新能源.

前寒武纪是地球演化历史上的重要时期,随着早期生命起源、构造演化、油气勘探等研究的不断深入,前寒武纪越来越受到关注.微体化石是研究前寒武纪生命演化和地层对比的重要窗口,尤其是在新元古代大冰期之前的地层中,主要保存的是体型较小、类型多样的微体化石,而宏体化石则凤毛麟角,仅有为数不多的类型.在许多前寒武纪碎屑岩地层中,以布尔吉斯页岩型方式保存的有机质壁微体化石,是其中保存的唯一的化石类型.但因这些有机质壁微体化石在围岩中遭受了长时间地成岩、变质、风化和剥蚀等作用,在化石处理过程中非常容易破碎,导致获取保存完整的微体化石较为困难,给属种鉴定、生物多样性评估和生物地层对比等研究带来诸多不便.本文主要介绍一种从粉砂岩-泥岩中获取有机质壁微体化石的处理方法,包括样品的碎样、酸处理、富集、挑选、制片和拍照等各流程的详细步骤,以及在分析处理中存在的问题和注意事项.

华南埃迪卡拉系陡山沱组中的燧石条带保存了大量精美的微体化石,其成因还并不清楚.本文通过运用激光拉曼光谱仪、透射光显微镜对湖南张家界上斜坡相区田坪剖面陡山沱组下部泥质白云岩中燧石条带和其中保存的微体化石及赋存基质矿物进行分析,结果表明微体化石由残留的有机碳质构成并保存了精细的形态特征,均呈较弱的结构序列或组织特征,具有中等偏弱的成熟度.微体化石经历了中等级别的热改造,程度稍高于三峡地区标本,可能反映了更深的化石埋藏深度.赋存微体化石的硅质基质的矿物相识别为CT型蛋白石(opal-CT)与石英共存的过渡阶段和隐晶质石英,记录了自CT型蛋白石向石英的硅质相转变序列.孔隙水中的硅质以蛋白石的形式优先沉淀于微生物体周围,蛋白石随着时间而逐渐减少,并转变成为更稳定的隐晶质石英.本次研究中薄层燧石条带的成因类似于三峡地区陡山沱组燧石结核成因,形成于沉积物的微生物硫酸盐还原带.由微环境中的硫酸盐还原作用与黄铁矿的沉淀而引起局部pH值降低,导致方解石溶解与硅质沉淀,从而促使微体化石以有机质的形式特异保存于陡山沱组燧石条带中.

本文对南海北部大洋发现计划IODP 1501站早—中中新世(21-12 Ma)深海沉积物进行了钙质超微化石群落分析,初步探讨了钙质超微化石演化与大洋碳储库的关系.结果显示:在～16 Ma,钙质超微化石组合反映海水由高生产力环境向低生产力环境过渡,而与之对应的是大洋海水碳同位素由变重转为变轻;而在～14.2 Ma,钙质超微化石组合揭示海水由低生产力环境向高生产力环境过渡,与之对应的是大洋海水碳同位素从变轻转为变重.这些现象说明钙质超微化石群落演化与大洋碳储库具有明显的相关性.推测主要是由于生物光合作用优先吸收12C,合成有机质埋藏到海底,导致海水碳同位素变重.另外在～13.8 Ma,由于东南极冰盖扩张引起中中新世气候转型,陆源输宄和洋流重组等因素可能会导致大洋碳同位素变轻.

玄武岩玻璃中的生物蚀变微结构为微生物摄取玄武岩玻璃中营养成分,通过新陈代谢产生有机酸溶解玄武岩玻璃而形成的微米级孔洞或钻穴.生物蚀变微结构在现代海洋洋壳及代表古老洋壳残片的蛇绿岩和绿岩带中广泛存在.研究玄武岩玻璃中蚀变微结构的形态特征、形成机制及其时空分布,不仅对探索地球早期生命起源和演化具有重要启示意义,也为研究海洋深地生物圈的微生物组成及其时空演化提供了新材料.形态学上,生物蚀变微结构分为颗粒和管状微结构.某些非生物成因微结构与生物蚀变微结构相似,识别生物蚀变微结构还需结合元素、同位素地球化学、有机质及DNA检测等方面研究手段.对全球玄武岩中生物蚀变微结构的时空分布总结表明其在地质历史时期普遍存在,并在洋壳垂向分布上可能密切受控于岩石的孔隙度和渗透率.不同海底环境,如氧化还原条件、酸碱度、深度、温度及孔隙度等都会影响微生物群落及其代谢方式,从而形成不同类型的生物蚀变微结构.具体哪些因素对玄武岩玻璃中生物蚀变微结构起主要控制作用还需进一步探索.

珠江口盆地白云凹陷L2-X井中新世地层沉积连续,含丰富的有孔虫化石,是研究区较为典型的中新统钻井剖面之一.在L2-X井1490～2640 m井段内分析有孔虫岩屑样品127个,共鉴定有孔虫71属110种,其中浮游有孔虫12属37种,底栖有孔虫59属73种.根据浮游有孔虫标志种,在中新世地层中共识别出10个有孔虫化石带或联合化石带.依据有孔虫分异度、丰度及组合特征,对早中新世—中中新世的沉积环境演化特征进行了分析.井段2565～2640 m(下中新统下部),受白云运动影响,为浅水大陆架向深水大陆坡过渡的沉积环境,之后开始稳定地接受深水大陆坡沉积;井段2050～2040 m(N8b亚带,中中新统下部),浮游有孔虫的含量急剧降低,这表明L2-X井在该时期可能发生了一次快速沉降,水体进一步加深;井深1680 m之上(N13带,中中新统上部),浮游有孔虫的百分含量升高、玻璃质底栖有孔虫逐渐占据优势,底栖深水种逐渐消失,指示了在该界面之上,L2-X井的水体逐渐变浅,由深水大陆坡逐渐向浅海外陆架沉积环境转变.L2-X井识别出的胶结质壳有孔虫,形态类型以M4a和M4b占主导地位,可用于指示海底有机质含量变化.基于胶结质壳有孔虫的丰度和占底栖类型百分比,可以初步识别出海底有机质含量变化的3个阶段:阶段工(2640～2290 m,N4带-N6带),相对较低的有机质含量;阶段Ⅱ(2280～1710m,N6带-N13带),相对较高的有机质含量;阶段Ⅲ(1700～1490m,N13带-N14带),相对较低的有机质含量.海底有机质含量的变化,可能是由于表层生产力水平的波动所引起.

四川资阳人遗址因人类头骨化石的发现而备受关注,但该遗址1951年出土的唯一一件有机质工具——骨锥却鲜被提及.该骨锥长度约为10 cm,距今超过7500年.本文利用体视显微镜、扫描电镜能谱和激光元素仪等技术手段,对这件骨锥的形态、原料选择、制作技术、使用与废弃过程及锥尖部的红色残留物进行了观察分析.研究结果显示,骨锥的制作原料取自大型鹿类胫骨骨干;主要采用刮削技术制作而成,但刮削痕迹并不规整,推测制作者更侧重器型的规整和对称;锥尖部的磨圆、抛光和横向擦痕可能是穿孔过程中产生的,其工作对象主要应为兽皮等软性材料.值得注意的是,锥尖部还发现有赭石粉末残余,表明当时的人类已经掌握了利用赭石处理皮毛及缝制衣物的技术.资阳骨锥应是中国史前规范骨器中一器多用的典型例证,也是中国首次发现的沾染赭石的有机质工具.

马哈螺(Maikhanellids)是一类具单壳的、壳体表面发育特殊鳞片状纹饰的软体动物化石.目前对maikhanellids鳞片状纹饰的研究主要涉及整体形态和分类,关于鳞片状纹饰的组成和内部结构的研究为数甚少.马哈螺科中Mediata属以壳顶大(约占整个壳面的1/3-1/2)、不同大小的长卵形鳞片状纹饰、背部具有一条从壳体前端延伸至壳体后端的宽脊、无规则的生长纹等特征有别于该科其他各属.本文基于陕南寒武系幸运阶宽川铺组产出的大量保存精美的Mediata标本,详细描述了Mediata鳞片状纹饰的形态特征、超微结构和原始矿物组成.Mediata的纹饰鳞片从外到内可分为外、中、内三层.外层为覆盖整个鳞片状纹饰的原始角质层.中层由磷灰石集聚体组成,该集聚体在中层外部表现为紧密且无定形排列,说明其原始成分可能为有机质;而在中层内部集聚体则排列成纤维状结构,暗示其原始矿物成分可能为文石.内层由平行于鳞片长轴方向的束状结构组成,束状结构内部有许多相互平行的微米级细长空心棱柱状结构,棱柱状结构之间被有机膜分隔.Mediata内层的超微结构和蒙古西南部纽芬兰统Bayangol组发现的软体动物Postacanthella voronini的柱状有机基质在形态和大小上非常相似,因此笔者推测Mediata内层束状结构很可能是一种有机框架,代表了目前已知最早的有机框架的化石记录.如果这种有机框架是用来控制鳞片状纹饰分泌方解石,这表明在寒武纪幸运期该属可能就具有了同时分泌方解石和文石两种矿物以构筑坚硬壳体的能力,那么这种壳体结构就为解释寒武纪早期软体动物类群的兴盛提供了新的依据.