来自于微生物细胞膜的甘油二烷基甘油四醚（Glycerol Dialkyl Glycerol Tetraethers，简称GDGTs）广泛存在于土壤、泥炭、湖泊、海洋以及热泉等各种环境中，能灵敏地响应环境变化，已经成为古环境重建的重要工具。基于类异戊二烯GDGTs（isoprenoid GDGTs，简称isoGDGTs）环戊烷数量建立起来的TEX86指标被广泛应用于海水表层温度的重建，而通过支链GDGTs（branched GDGTs，简称brGDGTs）建立起来的MBT（Methylation index of Branched Tetraethers）/CBT（Cyclization ratio of Branched Tetraethers）指标也可以用于古温度的定量重建。

　　石笋由于其分布广泛、定年精准、分辨率高等优点，逐渐成为古气候研究领域的重要载体，并取得了一系列的成果。石笋中保存的GDGTs有潜力提供独立于同位素的温度记录。最近，中国科学院地球环境研究所谭亮成研究员课题组综述了石笋GDGTs的提取和测试方法、分布特征及来源、以及其在石笋中的应用，并提出未来石笋GDGTs研究需要解决的难题和发展方向。

　　研究认为未来需要：

　　1、明确石笋GDGTs的生物来源。目前石笋中的GDGTs已经基本确认来自于滴水以及洞穴内部自生，但它们的贡献比例目前还不清楚。石笋GDGTs的生物来源目前还不明确，需要借助于微生物学、分子生物学手段。厘清这一问题有助于更好的理解石笋GDGTs所记录的环境信息。

　　2、建立区域性的温度校正方程。TEX86和MBT/CBT均具有作为洞穴沉积物温度代用指标的潜力，它们与实测温度具有显著的相关性。然而上覆土壤的输入信号、洞穴内古菌类群的差异以及洞穴顶部区域小气候的差异都有可能会影响指标重建的精度。未来更多的区域性现代监测工作可以显著减少这些不确定性，提高温度重建的精度。

　　3、改进实验和测试技术方法。石笋由于有机质含量较低（有机碳含量占总碳比例不足3‰），目前其高分辨率GDGTs的测试是一个挑战。今后需要建立更高效的测试方法，减少样品量，从而获取高分辨率的古气候记录。

　　4、关注石笋GDGTs中的新化合物。新方法分离的5-甲基和6-甲基细菌brGDGTs化合物在洞穴黑暗和寡营养的环境下的分布与土壤、湖泊不同，所响应的环境因子可能也存在差异。然而目前5-甲基和6-甲基细菌brGDGTs化合物及其相关指标仅在中国和尚洞有报道，未来需要在更多洞穴开展工作。

　　5、开展更广泛的石笋GDGTs古气候研究。石笋GDGTs在定量重建古气候尤其是古温度中潜力巨大，而目前的研究主要集中于现代过程，古气候重建方面仅在印度Mawmluh Cave和我国将军洞有研究，未来需要在全球更广泛范围内的洞穴石笋中开展GDGTs古气候研究工作，提供除碳、氧同位素等常规气候指标外的温度、pH和湿度等补充信息。

　　该项研究成果近期发表于Frontiers in Ecology and Evolution期刊，第一作者为臧婧杰工程师，通讯作者为谭亮成研究员，中国地质大学（武汉）、南方科技大学相关研究人员共同参与了本项工作。研究得到中国科学院战略性先导科技专项（XDB40010300）、第二次青藏高原综合科学考察研究专项（2019QZKK0101）、山东省专项经费（LSKJ202203300）的资助。

　　原文详见：Zang J., Yang H., Zhang J., Tang H., Tan L*., 2023. Application of microbial membrane tetraether lipids in speleothems. Front. Ecol. Evol 11, 1117599. doi: 10.3389/fevo.2023.1117599

　　原文链接 ：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fevo.2023.1117599/full

　　图1 TEX86与地表和洞穴年均气温的关系

　　图2 土壤（soi）-滴水（dri）-现代石笋（sta）GDGTs指标对比（1：Heshang Cave；2：Heshang Cave；3：Wombeyan Caves；4，Pooles Cavern；5，Lower Balls Mine；6，Cathedral Cave；7，Gaden Cave）