Oxidation of green rust by anoxygenic phototrophic Fe(II)-oxidising bacteria
Oxidation of green rust by anoxygenic phototrophic Fe(II)-oxidising bacteria
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DOI：
10.7185/geochemlet.2004
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发表时间：
2020-01-31
影响因子：
4.9
通讯作者：
Byrne, J. M.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Han, X.;Tomaszewski, E. J.;Byrne, J. M.
绿锈 (GR) 可能是前寒武纪铁地层 (IF) 中 Fe(III)（羟基）氧化物沉积过程中的主要矿物相。然而，GR 向 IF 中次生矿物相的转化途径仍不清楚。早期地球的一种潜在相关机制是溶解的 Fe(II) 或含 Fe(II) 矿物的缺氧光养微生物氧化，导致 Fe(III)（羟基）氧化物的形成。目前尚不清楚光养型 Fe(II) 氧化剂是否可以接触 GR 中的晶格 Fe(II)。在这里，我们研究了两种缺氧光养 Fe(II) 氧化细菌（氧化亚铁红杆菌 SW2 和沼泽红假单胞菌 TIE-1）对碳酸盐绿锈的微生物 Fe(II) 氧化。我们发现这两种物质可以将 GR 氧化成短程有序的 Fe(III) 羟基氧化物，可能是水铁矿，SW2 的 GR 氧化速率比 TIE-1 更快。这些结果表明，GR 的无氧向光性 Fe(II) 氧化可促进 Fe(III)（羟基）氧化物的形成，因此，该过程可能是古代海洋中前寒武纪 IF 沉积的重要机制。
Green rust (GR) may have been a primary mineral phase during the deposition of Fe(III) (oxyhydr)oxides in Precambrian iron formations (IFs). However, the transformation pathways of GR into secondary mineral phases in IFs remain unclear. One potentially relevant mechanism on early Earth is anoxygenic phototrophic microbial oxidation of either dissolved Fe(II) or Fe(II)-bearing minerals that leads to the formation of Fe(III) (oxyhydr)oxides. It is currently unknown whether phototrophic Fe(II)-oxidisers can access lattice Fe(II) in GR. Here, we studied microbial Fe(II) oxidation of carbonate green rust by two anoxygenic phototrophic Fe(II)-oxidising bacteria, Rhodobacter ferrooxidans SW2 and Rhodopseadomonas palustris TIE-1. We found that these two species could oxidise GR to a short range ordered Fe(III) oxyhydroxide, likely ferrihydrite, with faster GR oxidation rates by SW2 than by TIE-1. These results suggest that anoxygenic phototropic Fe(II) oxidation of GR can contribute to the formation of Fe(III) (oxyhyd )oxides and thus, this process could have been an important mechanism for Precambrian IFs deposition in ancient oceans.