Mikrobialite (Gesteine, die bei ihrer Entstehung durch mikrobielles Wachstum beeinflusst wurden) gehören zu den frühesten Zeugnissen des Lebens auf der Erde. Alte Mikrobialite enthalten jedoch nur selten Mikrofossilien und sind häufig geochemisch zu stark verändert, um Signaturen des mikrobiellen Stoffwechsels zu liefern. So ist die Morphologie der Mikrobialite oft der einzige Indikator für mögliches Leben in der Vergangenheit und liefert Hinweise auf biologische und umweltbedingte Prozesse. Verfeinerte Interpretationen der Morphologie können unser Verständnis der Prozesse, die das Wachstum der Mikrobialite und die Ökologie der frühen mikrobiellen Gemeinschaften beeinflussen, erheblich verbessern.

Sumner und ihre Laborgruppe entwickeln ein verfeinertes Verständnis der Morphologie von Mikrobialiten, indem sie moderne Mikrobialite, in denen Wachstumsprozesse beobachtet werden können, mit Mikrobialit-Fossilien vergleichen. Für die modernen Mikrobialite (links: Mikrobialit im dcm-Maßstab aus dem Joyce-See in der Antarktis) verwenden wir die Röntgen-Computertomographie, um Dichtevariationen zu kartieren, die die Konzentrationen von Mineralien widerspiegeln, die die ansonsten weichen Matten erhalten. Bei alten Mikrobialiten sind die Dichteunterschiede zu gering, um nützliche morphologische Informationen zu liefern. Deshalb rekonstruieren wir ihre Geometrie, indem wir die Gesteine in Serien schneiden, jede Oberfläche scannen und aus den Scans eine virtuelle 3D-Darstellung des Mikrobialits rekonstruieren (rechts: Rekonstruktion einer 2,5 Milliarden Jahre alten fossilen Mikrobenstruktur aus Südafrika). Beide Methoden ermöglichen die Untersuchung komplizierter 3D-Strukturen, einschließlich der quantitativen Charakterisierung von Oberflächeneinschnitten, der Größe von Merkmalen und verschiedener mikrobieller Wachstumsmerkmale. Diese Methoden verwenden 3DVisualizer.

Neben der Rekonstruktion der inneren Morphologie von Mikrobialiten experimentieren Sumner und ihre Laborgruppe mit einem Unterwasser-Laserscanner, um die komplizierte Topographie moderner mikrobieller Matten in antarktischen Seen zu kartieren (mit LidarViewer). Wir vergleichen die Ergebnisse mit 3D-Rekonstruktionen der Matten aus Stereo-Videos.

• Dawn Sumner, Professorin
• Cara Harwood, Hochschulabsolventin
• Tyler Mackey, Hochschulabsolvent
• Marisol Juarez Rivera, Studienanfängerin
• Eric Stevens, ehemaliger Student (jetzt Doktorand an der Universität von Minnesota)
• Megan Murphy, ehemalige Doktorandin (jetzt bei Chevron)
• James Bishop, ehemaliger Doktorand (jetzt bei Chevron)
• Nic Huerta, ehemaliger Doktorand (jetzt Doktorand an der UT Austin)
• Rebekah Shepard, ehemalige Doktorandin
• Patrick Senge, ehemaliger Student (jetzt bei einem Bergbauunternehmen)

• Oliver Kreylos, Wissenschaftlicher Mitarbeiter
• Xin Wang, Gastprofessor
• Bernd Hamann, Professor
• Jesus Pulido, Hochschulstudent

• 3DVisualisierung
• LidarViewer
• 3dVergleichen

• Stevens*, Eric W., Dawn Y. Sumner, Cara L. Harwood*, James Crutchfield, Bernd Hamann, Oliver Kreylos, Edward Puckett und Patrick Senge*, 2011. Verständnis der Morphologie von Mikrobialiten mit Hilfe einer umfassenden Reihe von dreidimensionalen Analysewerkzeugen. Astrobiologie, v. 11, im Druck.
• Andersen, Dale T., Dawn Y. Sumner, Ian Hawes, Jenny Webster-Brown, und Christopher P. McKay, 2011. Entdeckung großer konischer Stromatolithen im Untersee, Antarktis. Geobiologie, v.9. 280-293, DOI: 10.1111/j.1472-4669.2011.00279.x
• Harwood*, Cara L., und Dawn Y. Sumner, 2011. Mikrobialite aus dem neoproterozoischen Beck Spring Dolomit, Südkalifornien. Sedimentologie. DOI: 10.1111/j.1365-3091.2011.01228.x
• Shepard*, Rebekah N., und Dawn Y. Sumner, 2010. Die ungerichtete Motilität von fadenförmigen Cyanobakterien erzeugt netzartige Matten. Geobiologie, V. 8, S. 179-190. DOI: 10.1111/j.1472-4669.2010.00235.x
• Murphy*, Megan, und Dawn Y. Sumner, 2007. Röhrenstrukturen mit wahrscheinlich mikrobiellem Ursprung im neoarchaischen Carawine-Dolomit, Hamersley-Becken, Westaustralien. Geobiologie, V. 6, S. 83-93. DOI: 10.1111/j.1472-4669.2007.00114.x
• Bishop*, James W., Dawn Y. Sumner, und Nicolas J. Huerta*, 2006. Backenzahnstrukturen der neoarchäischen Monteville-Formation, Transvaal Supergroup, Südafrika: II. Ein Strömungsmodell. Sedimentologie, V. 53, S. 1069-1082. DOI: 10.1111/j.1365-3091.2006.00802.x