大会简介

中国微生物学会地质微生物学专业委员会

 

顾 问:焦念志

主 任董海良

副主任:黄 力 张玉忠 王风平 鲁安怀 陆现彩

委 员:

张传伦  东秀珠  顾继东  蒋宏忱  李芳柏  李文均  连 宾 

林 璋   刘卫国  吴晓磊  牟伯中  马 挺   潘永信  陈向东  

周宁一  肖 湘   方家松  邵宗泽  石 良  束文圣  陶秀祥 

王红梅  吴庆龙  谢树成  刘勇勤  张更新  刘 娟  刘芳华 

李 猛   张 锐  罗海伟  林 巍  侯卫国

 

没有地质微生物就没有我们现在所看到的地球,更没有地球上的动植物和人类,微生物无处不在、种类繁多、功能丰富,在漫长的地质历史演化过程中起着举足轻重的作用。无论是地球的地质历史时期还是现今环境,地球表层系统发生的所有地质过程几乎都与微生物活动密切相关,地球环境决定了微生物的种类与功能,微生物又可以改造岩石圈、水圈与大气圈,微生物作用是地球表层强大的地质营力之一,直接参与地球表层系统的各种地质过程

 

1. 地质微生物学的重要性

 

首先,地质微生物决定了生态系统的演化方向。微生物占据了生命之树的2/3,在地球历史上占据了30多亿年的统治地位。地球早期产氧光合作用微生物的出现使得地球大气层由缺氧向富氧方向演化,导致了真核生物的出现,形成了现在我们所看到的丰富多彩的地球生态系统。
 

第二,地质微生物改造了地球的生态环境,使地球有别于任何其他星球。地质微生物直接调控岩石矿物的风化、土壤的形成、元素的迁移与转化等地质过程,在维持土壤健康方面起着重要作用;微生物直接参与了C、N、S、P等重要生源要素的循环,是地球表层生态系统中最为活跃的力量;微生物也直接参与温室气体的排放与消耗,因而对全球气候环境变化起到重要的调控作用。微生物还可以将岩石矿物中的有害重金属释放到环境中(酸性矿山废水微生物作用),从而造成环境污染;但某些微生物类群又能在重金属污染的治理方面发挥重要作用,修复环境中的重金属污染。

 

第三,地质微生物形成了地球上形形色色的资源能源。地质微生物参与了金属元素的迁移、转化、富集与成矿,能通过自己的生命活动将岩石矿物有用的重金属淋滤出来富集成矿,并在低品位矿石的选冶中发挥重要作用。某些微生物类群也参与油气的形成、稠油的降解,可以为油气开采提供新的技术,也可以为油气能源和某些伴生金属(如金、铀等)资源勘探提供指导。

 

第四,极端地质环境中(高温、高压、高放射性、极端pH、寡营养等等)的极端微生物也是一种重要的自然资源,它们菌体本身、基因、或其代谢产物有重要的生物工程应用价值,是十分重要的自然资源。 

 

2. 国内外地质微生物学领域的发展现状

 

地质微生物学的启蒙和发展过程伴随着一系列地质环境中微生物种属与功能的新发现。如:地质微生物学萌芽于上世纪20年代,以首次从油田地层水样品中培养分离出硫酸盐还原菌为代表;随后一系列的发现促进了学科的发展,热泉环境中的微生物首次被发现;在西澳大利亚皮尔巴拉山西地层(距今35亿年)的叠层石化石中发现原核生物化石;铁还原菌通过还原矿物结构中的锰铁元素而获取生长所需能量;从南非地下金矿3.2公里深的坑道中分离得到嗜热芽孢杆菌,并发现其具有强抗辐射的能力;在中国东部深部大于4.5公里深的陆地深钻中获得微生物菌株活体,揭示了地下深部微生物个体之间的共代谢机理(如:铁还原菌与氧化菌的共生关系),扩展了人类对生物圈下界的认识;以及在各种极端环境(如盐湖、沙漠、热泉、冰川等)中均发现了丰富且活跃的微生物类群。

 

从本世纪初,地质微生物学得到了蓬勃发展。美国基金会(NSF)从2000年前后就成立了地球生物学学科,专门支持地质与微生物的交叉学科研究,2007年开始先后支持了12个关键带(树冠顶端到岩石-地下水界面,critical zone, CZ)监测站(critical zone observatory, CZO)项目,覆盖了不同气候、地貌、岩石类型背景下的生态系统,研究水-土壤-大气-岩石-生物之间的相互作用,地质微生物是其中的重点研究内容。此外,全球开展的国际海洋微生物调查计划(International Census of Marine Microbes Program,简称:ICoMM),由伍兹霍尔海洋研究所主导、其它众多欧美研究院所参与,于2004年启动,主要调查编录全球海洋中已知的微生物(细菌、古菌、原核动物、病毒)以及从生态和进化的角度探索未知的海洋微生物多样性(http://www.coml.org/projects/international-census-marine-microbes-icomm)。经过十余年的调查研究,取得了一系列原创性的成果,极大地丰富了人们对海洋环境中微生物资源、生态功能的认识,极大提升了开发海洋资源的能力。近些年来,国际上已经把微生物作为一种自然资源提到重要日程。如:2011年国际上发起成立的地球微生物计划(Earth Microbiome Project),旨在建立全球各种环境介质的菌种库、基因库与代谢途径,到2014年已经分析了沉积物、水体、人体微生物的3万多个样品,建立了一套数据分析软件。2015年10月,国际科学界在国际顶尖杂志Science与Nature连续发文,强烈呼吁启动国际微生物组计划,研究特定环境中所有微生物及其基因与环境的相互作用,随着生物科技的发展,微生物组学正在成为世界各国争相发展的一个战略性科技领域。

 

在国内,地质微生物学也得到了蓬勃发展,2016中国科学院学部发起了“中国深部地下生物圈计划”学科发展战略研究项目,系统探讨地壳深部生物圈的起源、物质营养与能量来源、深部生物圈和岩石圈-水圈之间的相互作用、深部生物的多样性、代谢特性、进化历史和环境适应特征、深部生命和表层生物圈之间的关系以及深部生物圈与气候变化、碳循环的关系的等内容。2016年国家自然科学基金委员会生命科学部,联合地球科学部、化学科学部和信息科学部,启动“水圈微生物驱动地球元素循环的机制(简称水圈微生物)”重大研究计划,选择典型水圈环境,聚焦微生物参与的碳氮硫等元素循环的地球微生物学过程,开展微生物学与地质学交叉学科的前沿研究,揭示功能微生物和群落结构及其与环境之间的相互作用新类型,发现元素循环与能量代谢新途径及其对生态与地质过程的贡献,阐明水圈微生物驱动碳氮硫等元素的生物地球化学元素循环新机制。2017年我国科技部也推出了“中国微生物组计划”,以“国家需求导向、科学假设驱动、技术创新支撑”为基本原则,以与能源资源、环境、健康、工农业和海洋等领域相关的重点领域和内容为主要抓手,拟通过中国微生物组计划的实施,主导国际大科学计划并强化我国在相应领域的话语权,显著提升我国科技创新和科技成果转化能力,催生一批基于颠覆性技术的战略性新兴产业,为我国经济社会发展和人类文明进步作出应有的贡献。

 

拟成立的中国微生物学会地质微生物学专业委员会将严格按照中国微生物学会章程进行活动,在国家有关法律、法规和制度范围内积极开展旨在促进学科发展、经济发展和社会进步的学术活动。

    

                                                                                                 中国微生物学会地质微生物学专业委员会

                                                                                                           发布时间:2018-01-12

 

                                                                                                            转载自中国微生物学会网站 

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最新发布时间:2018-11-15