古地理学报
古地理學報
고지이학보
Journal of Palaeogeography
2015年
5期
577-592
,共16页
光合作用起源%地球圈层耦合%早期地球%研究进展
光閤作用起源%地毬圈層耦閤%早期地毬%研究進展
광합작용기원%지구권층우합%조기지구%연구진전
origin of photosynthesis%coupling process among earth spheres%the early Earth%re_searching advancement
光合作用的起源是一个非常古老的事件,对这个事件的证据,包括基本生物学过程的开启和发展之类的问题,如地球早期光合作用生物的属性以及光合作用生物如何获取光合作用装置等,可能已经消失在时间的长河之中;因此,光合作用起源就成为一个引人入胜的重大科学命题。尽管如此,地质学、生物地球化学、比较生物化学和分子进化分析,为光合作用起源及其复杂的进化历史,提供一些新认识和新线索,主要涉及到以下3个方面:(1)光合作用生命的起源;(2)光合作用装置的起源;(3)光合作用催化剂的起源。追索科学家们对这一重大科学命题的持续研究与艰苦努力,以及所取得的一些重要而且富有智慧的认识,将为今后的深入研究提供一些重要的思考途径和研究线索。同时,追逐光合作用起源的研究进展,对于深入了解早期地球复杂的圈层耦合过程也具有重要意义。这些作用过程主要包括:(1)从不生氧光合作用到生氧光合作用的转变;(2)大气圈与生物圈之间复杂的相互作用和协同进化;(3)生氧光合作用起源与进化所造成的、从一个缺氧的大气圈到今天含氧大气圈的复杂演变过程;(4)大气圈和水圈的渐进氧化作用对地球表面环境以及生命的起源和发育所造成的一个长时间影响;(5)早期地球表层古地理面貌的成型等。更为重要的是,对光合作用起源的地质学尤其是沉积学思考所得出的一些重要认识,尽管不是结论,但是拓宽了沉积学的研究范畴,开阔了沉积学家的研究视眼,同时也成为一个多学科协同作战的范例。
光閤作用的起源是一箇非常古老的事件,對這箇事件的證據,包括基本生物學過程的開啟和髮展之類的問題,如地毬早期光閤作用生物的屬性以及光閤作用生物如何穫取光閤作用裝置等,可能已經消失在時間的長河之中;因此,光閤作用起源就成為一箇引人入勝的重大科學命題。儘管如此,地質學、生物地毬化學、比較生物化學和分子進化分析,為光閤作用起源及其複雜的進化歷史,提供一些新認識和新線索,主要涉及到以下3箇方麵:(1)光閤作用生命的起源;(2)光閤作用裝置的起源;(3)光閤作用催化劑的起源。追索科學傢們對這一重大科學命題的持續研究與艱苦努力,以及所取得的一些重要而且富有智慧的認識,將為今後的深入研究提供一些重要的思攷途徑和研究線索。同時,追逐光閤作用起源的研究進展,對于深入瞭解早期地毬複雜的圈層耦閤過程也具有重要意義。這些作用過程主要包括:(1)從不生氧光閤作用到生氧光閤作用的轉變;(2)大氣圈與生物圈之間複雜的相互作用和協同進化;(3)生氧光閤作用起源與進化所造成的、從一箇缺氧的大氣圈到今天含氧大氣圈的複雜縯變過程;(4)大氣圈和水圈的漸進氧化作用對地毬錶麵環境以及生命的起源和髮育所造成的一箇長時間影響;(5)早期地毬錶層古地理麵貌的成型等。更為重要的是,對光閤作用起源的地質學尤其是沉積學思攷所得齣的一些重要認識,儘管不是結論,但是拓寬瞭沉積學的研究範疇,開闊瞭沉積學傢的研究視眼,同時也成為一箇多學科協同作戰的範例。
광합작용적기원시일개비상고로적사건,대저개사건적증거,포괄기본생물학과정적개계화발전지류적문제,여지구조기광합작용생물적속성이급광합작용생물여하획취광합작용장치등,가능이경소실재시간적장하지중;인차,광합작용기원취성위일개인인입성적중대과학명제。진관여차,지질학、생물지구화학、비교생물화학화분자진화분석,위광합작용기원급기복잡적진화역사,제공일사신인식화신선색,주요섭급도이하3개방면:(1)광합작용생명적기원;(2)광합작용장치적기원;(3)광합작용최화제적기원。추색과학가문대저일중대과학명제적지속연구여간고노력,이급소취득적일사중요이차부유지혜적인식,장위금후적심입연구제공일사중요적사고도경화연구선색。동시,추축광합작용기원적연구진전,대우심입료해조기지구복잡적권층우합과정야구유중요의의。저사작용과정주요포괄:(1)종불생양광합작용도생양광합작용적전변;(2)대기권여생물권지간복잡적상호작용화협동진화;(3)생양광합작용기원여진화소조성적、종일개결양적대기권도금천함양대기권적복잡연변과정;(4)대기권화수권적점진양화작용대지구표면배경이급생명적기원화발육소조성적일개장시간영향;(5)조기지구표층고지리면모적성형등。경위중요적시,대광합작용기원적지질학우기시침적학사고소득출적일사중요인식,진관불시결론,단시탁관료침적학적연구범주,개활료침적학가적연구시안,동시야성위일개다학과협동작전적범례。
The origin of photosynthesis is such an ancient event that definitive evidence as to how this essential biological process began and developed may be lost forever,such as the nature of the earliest photosynthetic organisms as well as the problem dealing with how photosynthetic organisms obtain their photosynthetic apparatus;thus,studies on the origin of photosynthesis became an important and enchant_ing scientific theme.Nevertheless,some evidence can be assembled from a variety of sources,including geology,biogeochemistry,comparative biochemistry and molecular evolution analysis, which begin to give some insights into the complex origin and evolutionary history of photosynthesis that chiefly deal with several aspects as follows:(1 ) the origin of photosynthetic life;(2) the origin of photosynthetic appara_tus;and (3) the origin of photosynthetic catalysts.It is very meaningful to pursuit and to summarize some important cognitions enriched_wisdom resulted from both the lasting research and hardworking effort by scientists,which can provide important studying clues and thinking approaches for the further resear_ches of this fascinating scientific.Furthermore,it is also meaningful to trace the advancement on the study of the origin of photosynthesis for the further understanding of the sophisticated coupling process among earth spheres in the early time,which are as follows:(1 ) the transformation from the anoxygenic to the oxygenic photosynthesis; (2) a complex interaction and its synergetic evolution between the biosphere and the atmosphere;(3) a sophisticated evolutionary process from a anoxic to an oxic atmosphere genera_ted by the origin and evolution of the oxygenic photosynthesis;(4) a major long_term effect on Earth_sur_face environments and the development of life that is benefited from the progressive oxygenation of the at_mosphere and hydrosphere;and (5) the molding of the palaeogeographical version of the early Earth and so on.More importantly,some geological especially for sedimentological thinking on the origin of the pho_tosynthesis and some important cognitions,though are not conclusions,have broaden the studying domain of sedimentology and widen the field of view of sedimentologists.Ultimately,these researches become a scientific paradigm that is applied with multi_subjects.