Molecular, chemical and morphological evidence for hematite biogenicity at the Quaternary Cape Vani Mn-(Ba-Fe) deposit, Milos, Greece

Η γένεση ιζηματογενών πετρωμάτων πλούσιων σε σίδηρο, κυρίως αιματίτη, μέσω βιολογικών ή αβιοτικών διεργασιών, η κάποιου συνδυασμού αυτών, παραμένει άλυτο επιστημονικό πρόβλημα. Στην εργασία αυτή χρησιμοποιήσαμε έναν συνδυασμό αναλυτικών μεθόδων που συμπεριλαμβάνουν οπτική μικροσκοπία, ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης και μικροανάλυση (SEM-EDS), φασματοσκοπία Raman και φασματομετρία μάζας χρόνου πτήσης δευτερογενών ηλεκτρονίων (time-of-flight secondary ion mass spectrometry, TOF-SIMS), για να προσδιορίσουμε την χωρική κατανομή και την σύσταση εν δυνάμει γεωβιολογικών δεικτών (π.χ. μικροβιακά μικροαπολιθώματα, ιχνοστοιχεία, οργανικές ιοντικές ενώσεις) σε αιματιτικούς μικροστρωματόλιθους και μικροδομές από αιματίτη που μοιάζουν με oncolites (ονκόλιθους). Οι μικροδομές αυτές προσδιορίστηκαν σε υλικό πλούσιο σε σίδηρο που αποτελεί συνδετικό υλικό παράλιου κροκαλοπαγούς Τεταρτογενούς ηλικίας από την ευρύτερη περιοχή του ακρωτηρίου Βάνι, στη ΒΔ Μήλο. Ο προσδιορισμός μορφολογικών, χημικών και οργανικών μοριακών ιοντικών βιοδομών σε συνδυασμό με πιθανά μικροαπολιθώματα από αιματίτη, υποδηλώνουν μικροβιακή μεσολάβηση στον σχηματισμό των τελευταίων, και υποδεικνύουν ότι μικροστρωματόλιθοι από αιματίτη μπορεί να χρησιμοποιηθούν ως βιοδείκτες για τη ύπαρξη σιδηρούχων βίο- υλικών στη Γη, και για την ανίχνευση τους σε εξωγήινα υλικά. Η μελέτη των αιματιτικών μικροστρωματόλιθων του ακρωτηρίου Βάνι μπορεί να συμβάλει στην κατανόηση των λειτουργιών των μικροοργανισμών στην γένεση τόσο σύγχρονων όσο και παλαιών κοιτασμάτων σιδήρου.Many aspects of the biotic or abiotic origin of iron-rich sedimentary rocks consisting mainly of hematite, an important indicator for exobiology, remain unresolved. Here, we use combined optical microscopy, scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray spectrometry (SEM-EDS), Raman spectroscopy and time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS), to image the spatial distribution, and determine the composition, of potential biogenic markers (microbial microfossils, trace elements, organic ion species) in hematitemicrostromatolites and oncolite-like microstructures. These structures are identified in iron-rich material cementing a Quaternary fossil-beach conglomerate deposit in the Cape Vani area, NW Milos Island, Greece. The combined detection of morphological, chemical, and molecular organic-ion, biomarkers closely associated with possible hematite microfossils within microstromatolite laminae, strongly supports microbial mediation for their formation, and indicates that hematitic microlamination may be used as a biosignature for Fe-rich biomats on Earth and for their detection in extra-terrestrial materials. The Cape Vani hematitemicrostromatolites may contribute to growing our understanding of the function of microorganisms in the genesis of modern and ancient Fe deposits

The Mesohellenic trough and the Thrace Basin. Two Tertiary molassic Basins in Hellenides: do they really correlate?

Με βάση τη λιθοστρωματογραφία, την τεκτονική ανάλυση και τη γεωλογική χαρτο- γράφηση συγκρίθηκαν μεταξύ τους, οι μολασσικές λεκάνες της Θράκης (ThB) στη ΒΑ Ελλάδα (συμπεριλαμβάνονται οι Παλαιογενείς αποθέσεις της λεκάνης Αξιού) και της Μεσοελληνικής Αύλακας. Αμφότερες οι λεκάνες χαρακτηρίζονται από μια παχειά, μολασσικού-τύπου ιζηματογενή ακολουθία (3-5 km πάχος) Τριτογενούς ηλικίας, που καλύπτεται ασύμφωνα από Νεογενή και Τεταρτογενή ιζήματα. Η μολασσκή ιζηματογένεση αρχίζει σχεδόν ταυτόχρονα και στις δύο περιοχές κατά τη διάρκεια του Μέσου- Άνω Ηωκαίνου όμως σταματάει σε διαφορετικούς χρόνους, στο Μέσο-Άνω Μειόκαινο για τη ΜΗΤ και στο Άνω Ολιγόκαινο για τη ThB. Η ιζηματογένεση στη ThB συνοδεύτηκε επί πλέον από έναν ασβεσταλκαλικής και τοπικά σωσωνιτικής σύστασης μαγματισμό, Ηωκαινικής-Ολιγοκαινικής ηλικίας. Ερμηνεύσαμε τη ΜΗΤ ως μια πολυιστορική οριζόντιας μετατόπισης, piggy-back λεκάνη, που αποτέθηκε επάνω σε οφιόλιθους και στο Πελαγονικό κάλυμμα κατά την προς τα δυτικά τοποθέτησή τους πάνω στο κρύο πρίσμα επαύξησης των Ελληνίδων. Αντίθετα, η ThB αναπτύχθηκε ως μια Παλαιογενή λεκάνη, πάνω σε ρήγμα διαφυγής και στις γεωλογικές ενότητες των εσωτερικών Ελληνίδων, κατά τη διάρκεια της Ηωκαινικής-Ολιγοκαινικής έκτασης των Εσωτερικών Ελληνίδων. Ο σύγχρονος με την ιζηματογένεση μαγματισμός, πιθανόν, συνδέεται με τις ορογενετικές διαδικασίες υποβύθισης του ωκεανού της Πίνδου ή του Αξιού. Σε κάθε περίπτωση ΜΗΤ και ThB αναπτύχθηκαν κατά τη διάρκεια πλάγιας σύγκλισης της Απουλίας πλάκας και των Εσωτερικών Ελληνίδων.Based on lithostratigraphic and structural data, as well as geological mapping, the mollasic Thrace Basin (ThB) in NE Greece (including the Paleogene deposits of the Axios Basin) was compared with the Mesohellenic Trough (MHT) in NW Greece. Both basins are characterized by a thick sedimentary sequence of molassic-type strata (3-5km thickness) of Tertiary age, overlain unconformably by Miocene- Pliocene and Quaternary deposits. Molassic sedimentation started almost simultaneously in both areas during the Mid-Upper Eocene but it finished in different time, in the Mid-Upper Miocene for the MHT and the Upper Oligocene for the ThB, respectively. Sedimentation in ThB was also linked with an important calc-alkaline and locally shoshonitic magmatism of Eocene-Oligocene age. We interpreted the MHT as a polyhistory strike-slip and piggy-back basin, above westward-emplacing ophiolites and Pelagonian units on the cold Hellenic accretionary prism. In contrast to MHT, the ThB evolved as a Paleogene supra-detachment basin above the strongly extended during the Eocene-Oligocene Hellenic Hinterland. The syn-depositional magmatic products, linked possibly with subduction processes in Pindos or Axios ocean(s). In any case, MHT and ThB are related to inferred oblique convergence of the Apulia plate and the internal Hellenic units

Gut microbiomes and reproductive isolation in Drosophila

Experimental studies of the evolution of reproductive isolation (RI) in real time are a powerful way in which to reveal fundamental, early processes that initiate divergence. In a classic speciation experiment, populations of Drosophila pseudoobscura were subjected to divergent dietary selection and evolved significant positive assortative mating by diet. More recently, a direct role for the gut microbiome in determining this type of RI in Drosophila melanogaster has been proposed. Manipulation of the diet, and hence the gut microbiome, was reported to result in immediate assortative mating by diet, which could be eliminated by reducing gut microbes using antibiotics and recreated by adding back Lactobacillus plantarum. We suggest that the evolutionary significance of this result is unclear. For example, in D. melanogaster, the microbiome is reported as flexible and largely environmentally determined. Therefore, microbiome-mediated RI would be transient and would break down under dietary variation. In the absence of evolutionary coassociation or recurrent exposure between host and microbiome, there are no advantages for the gut bacteria or host in effecting RI. To explore these puzzling effects and their mechanisms further, we repeated the tests for RI associated with diet-specific gut microbiomes in D. melanogaster. Despite observing replicable differences in the gut microbiomes of flies maintained on different diets, we found no evidence for diet-associated RI, for any role of gut bacteria, or for L. plantarum specifically. The results suggest that there is no general role for gut bacteria in driving the evolution of RI in this species and resolve an evolutionary riddle

Sedimentary mechanisms of a modern banded iron formation on Milos Island, Greece

An Early Quaternary shallow submarine hydrothermal iron formation (IF) in the Cape Vani sedimentary basin (CVSB) on Milos Island, Greece, displays banded rhythmicity similar to Precambrian banded iron formation (BIF). Sedimentary, stratigraphic reconstruction, biogeochemical analysis and micro-nanoscale mineralogical characterization confirms the Milos rocks as modern Precambrian BIF analogues. Spatial coverage of the BIF-type rocks in relation to the economic grade Mn ore that brought prominence to the CVSB implicates tectonic activity and changing redox in the deposition of the BIF-type rocks. Field-wide stratigraphic and biogeochemical reconstruction demonstrates two temporal and spatially isolated iron deposits in the CVSB with distinct sedimentological character. Petrographic screening suggest the previously described photoferrotrophic-like microfossil-rich IF (MFIF), accumulated on basement andesite in a ~ 150 m wide basin, in the SW margin of the basin. A strongly banded non-fossiliferous IF (NFIF) caps the Mn-rich sandstones at the transition to the renowned Mn-rich formation. Geochemical evidence relates the origin of the NFIF to periodic submarine volcanism and water column oxidation of released Fe(II) in conditions apparently predominated by anoxia, similar to the MFIF. This is manifested in the lack of shale-normalized Ce anomalies. Raman spectroscopy pairs hematite-rich grains in the NFIF with relics of a carbonaceous material carrying an average δ13Corg signature of ~ −25 ‰. However, a similar δ13Corg signature in the MFIF is not directly coupled to hematite by mineralogy. The NFIF, which post dates large-scale Mn deposition in the CVSB, is composed primarily of amorphous Si (opal-SiO2 · nH2O) while crystalline quartz (SiO2) predominates the MFIF. An intricate interaction between tectonic processes, changing redox, biological activity and abiotic Si precipitation, formed the unmetamorphosed BIF-type deposits