古代からの海は消えましたが、それらで発生した出来事は岩に記録されています。これらの岩を調べることで、地球の過去を現在と未来に結びつけ、惑星の歴史をより深く理解することができます。
硝酸塩は藻類、花、さらには隣人さえも原因であるでしょうか？からの地球科学者のグループバージニア工科大学答えがイエスである可能性があることを示唆する証拠を明らかにしています。
で最近公開されました科学の進歩、チームの調査結果は、海洋真核生物（定義された核を持つ生物）が支配を獲得した期間中に生物学的にアクセス可能な窒素の増加を示しています。複雑な真核細胞の多細胞存在への進化は、地球上の生命の歴史の重要な転換点であり、動物、植物、および真菌の出現につながりました。
「私たちが今日座っている場所、地球上での生活とともに、過去に起こったすべての出来事の合計です」と、堆積地球化学の准教授であり、共著者であるベン・ギルは言いました。 「そして、これは、私たちが支配的に原核生物の生態系（私たちの体のものよりもはるかに単純な細胞）から真核生物に移行する重要なイベントです。それが起こらなければ、私たちは今日ここにいません。」
過去の研究は真核生物の台頭におけるリンの役割に焦点を当てていましたが、地球科学部の博士課程の学生であり論文の主任著者であるJunyao Kangは、このイベントで演じた窒素の一部に興味がありました。
「このデータは、窒素同位体データが初期の新原生代期、または10億年から8億年前に事実上存在しないため、ユニークです」とカンは述べました。
中国の南京にある南京大学と協力して、カンは、北中国クラトンの岩石サンプルの窒素同位体分析を通じて真核生物の台頭を促進した理由を理解するために2年間費やしました。 38億年前にさかのぼる岩の本拠地であったこの地域は、かつて海で覆われていました。
「真核生物が生態学的に成功したときのいくつかの大まかなアイデアがありました」と、地球学の教授で紙の共著者であるShuhai Xiao氏は述べています。 「彼らは、彼らが豊富になった約8億2,000万年前まで、控えめな地位で長い間そこにいました。」
カンは彼がその理由を学びたいと決めた。彼は岩サンプルからデータを取得し、それをより大きなデータベースに入力し、異なる地理的位置にまたがるより長い時間スケールで分析しました。
「この種の統合を行い、それを全体像に入れたら、約8億年前に起こった時間を通して硝酸塩の台頭を見ました」とカンは言いました。
堅実なコラボレーション
共同の国際的なアプローチは、この新しいデータを生物学的イベント、特に真核生物の台頭と結びつけるための鍵でした。
科学の地球化学者であり、論文の共著者でもあるギルとレイチェル・リードは、バージニア工科大学の地球科学安定同位体ラボの質量分析計を含むリソースを通じて重要な分析を提供しました。質量分析計に結合された元素分析器により、研究者は分析のためにサンプルから純粋な窒素ガスを抽出することができました。
ギルは、私たちの惑星の現在および過去の化学サイクルの再構築を専門としています。彼は古生物学者と協力して地質学的記録に保存されている人生の記録を研究し、歴史を通じて環境ドライバーが生命の変化を可能にした可能性があるものを調べます。
一般的に地球の最近の出来事に研究を焦点を当てているリードは、これらの古代化石に窒素同位体の専門知識を提供する特別な機会を得ました。
南京大学の地球化学者であるFeifei Zhangは、論文の4番目の共著者でした。 Zhangは、硝酸塩が存在量が増加した間に、海洋でどれだけの酸素が利用できるかについての洞察を提供しました。
バージニア工科大学の著者は全員、フラリンライフサイエンス研究所のグローバルチェンジセンターの関連メンバーであり、カンは博士号を取得しています。グローバルチェンジ大学院プログラムのインターフェイスの仲間。センターは、これらの複雑なグローバルな課題を解決し、次世代のリーダーを訓練するために、多様な分野の専門家を集めます。
過去、現在、未来
世界中の最も古い化石のいくつかを発掘し、研究するのを手伝ってきたXiaoは、この種の研究は彼に将来の発見への希望を与えていると述べた。チームメンバーは、協力することを楽しみにしていますNASA現在の研究をサポートする外生物学プログラムなど、将来の助成金について。
彼はまた、バージニア工科大学の大学図書館が、科学の進歩などのオープンアクセス出版物のサポートを、読者が自由に利用できる吟味された研究の選択を提供することであると考えています。
「古代の過去の窒素同位体組成からの点をリンクしてから、次のステップに進み、生物に利用できる硝酸の量を推測できます」とXiao氏は言います。 「そして、それを化石データと結び付けて、関係があることを示します。」
古代の海は長い間なくなっていますが、古代の海で起こったことは岩で記録されており、これらの岩を研究することは、私たちの地球の歴史から現在や未来へのリンクを提供します。
「地質学者は、株式トレーダーが株式を販売または購入する決定を下すときにダウ・ジョーンズの曲線を見るのと同じ理由で岩を見ています。
参照：「初期の新原生代の海洋における硝酸塩制限は、真核生物の生態系の上昇を遅らせた」とジュンヤオ・カン、ベンジャミン・ギル、レイチェル・リード、フェイヴィーリ・チャン、シュハイ・シャオ、2023年3月22日、科学の進歩。
2：10.1126/sciadv.ade9647
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