Description du projet
Étude de la coévolution de la planète et de la vie qu’elle abrite
Les cycles biogéochimiques sont essentiels à la préservation de notre planète en tant que lieu habitable. La majeure partie des réactions biogéochimiques sont assurées par un petit ensemble de protéines codées par les microbes qui renferment des métaux sensibles à l’oxydoréduction. La relation entre la disponibilité des métaux au fil de l’histoire de notre planète et l’évolution du métabolisme reste méconnue. Le projet COEVOLVE, financé par l’UE, se penchera sur l’effet de ces changements au niveau de la disponibilité des métaux sur la diversité fonctionnelle des microbes en remontant le temps. Le projet combinera des travaux de terrain, des expériences en laboratoire et des méthodes informatiques afin d’examiner l’interaction entre la disponibilité des métaux et la diversité fonctionnelle des microbes. En outre, il associera la diversité métabolique et la disponibilité des métaux à différents contextes géologiques, géochimiques et minéralogiques ainsi qu’à l’émergence et à l’évolution de différents métabolismes.
Objectif
Earth’s geosphere and biosphere have coevolved over time, influencing each other’s stability and keeping our planet habitable over the last 4 billion years. Biogeochemical cycles are crucial in this mechanism, connecting long-term geological cycles and the much faster evolution of the Earth’s outer envelopes. A small set of microbial-encoded proteins containing a redox-sensitive transition metal as their core catalytic center carry out the majority of the key biogeochemical reactions. Metals such as Fe, Co, Ni, Zn, Mo, Mn, W, V, and Cu are used in these proteins to access diverse redox couples as a function of what the planet has provided to biology over time. Despite the importance of this process, the relationship between metal availability and metabolism evolution and diversity has not been investigated in detail. COEVOLVE will elucidate the impact of transition metal availability on microbial functional diversity in deep time, combining fieldwork, laboratory experiments, and computational approaches. COEVOLVE will: 1) investigate the relationship between the availability of trace metals and microbial functional diversity in extant ecosystems and organisms; 2) link metabolic diversity and metal availability to different geological, geochemical, and mineralogical conditions; 3) link metabolic diversity and dependence on metal availability to the emergence and evolution of different metabolisms; and 4) determine the timing of major steps in metabolic evolution and link them to geochemical proxies of planetary surface redox change. Understanding the role of trace metal environmental distribution and availability in influencing microbial functional diversity might hold the key to understanding the co-evolution of life and our planet, unlocking a number of important discoveries at the core of diverse fields such as earth sciences, astrobiology, microbial ecology, and biotechnology.
Champ scientifique
- natural sciencesphysical sciencesastronomyplanetary sciencesplanetary geology
- natural sciencesbiological sciencesbiochemistrybiomoleculesproteins
- natural sciencesbiological sciencesevolutionary biology
- natural sciencesphysical sciencesastronomyplanetary sciencesplanets
- natural sciencesearth and related environmental sciencesgeochemistrybiogeochemistry
Mots‑clés
Programme(s)
Thème(s)
Régime de financement
ERC-STG - Starting GrantInstitution d’accueil
80138 Napoli
Italie