Postdoc in modelling of early prokaryote evolution and interaction with earth geodynamics

Das Nationale Zentrum für Kompetenzforschung NCCR Genesis ist ein Forschungsinfrastrukturprojekt, das vom SNSF finanziert wird und sich auf die Erforschung des Lebensbeginns im Universum konzentriert. Diese interdisziplinäre Forschungsinfrastruktur vereint Physiker, Erd- und Planetarwissenschaftler, Chemiker und Biologen, um die Bedingungen und Mechanismen zu verstehen, die das Entstehen von Leben ermöglichen. Die Entwicklung zuverlässiger Methoden zur Erkennung von Lebensspuren (Biosignaturen), sei es durch Fernerkundung oder direkte Messungen vor Ort, erfordert erhebliche Innovationen. Diese Herausforderungen verlangen enge Zusammenarbeit zwischen Physik, Biologie, Chemie und den Erdwissenschaften. NCCR Genesis zielt nicht darauf ab, in allen Bereichen Antworten zu liefern, sondern innovative Forschung voranzutreiben und entscheidende Fortschritte zu erzielen.

NCCR Genesis ist tief verpflichtet, Gleichheit, Vielfalt und Inklusion zu fördern. Unser Ziel ist es, eine respektvolle und faire Arbeitskultur mit gleichen Zugangsmöglichkeiten zur beruflichen Entwicklung und Unterstützung für alle zu kultivieren. Wir ermutigen ausdrücklich Bewerbungen von unterrepräsentierten Gruppen.

Im Rahmen dieses Projekts suchen wir einen vollständig finanzierten Postdoktoranden für 2 Jahre.

Projekt Hintergrund

Wie haben sich die frühesten Lebensformen entwickelt, und wie hat ihre Evolution mit der sich verändernden physikalischen und chemischen Umwelt der frühen Erde interagiert? Dieses Projekt untersucht die Koevolution von Leben und Erdsystem über geologische Zeiträume hinweg, mit einem besonderen Fokus auf die wesentlichen Übergänge im Energiestoffwechsel früher prokaryotischer Lebensformen. Das Auftreten und die Abfolge verschiedener Energiestoffwechsel wurden wahrscheinlich durch sich ändernde Bedingungen an der Erdoberfläche ermöglicht. Es ist unklar, welche Stoffwechselstrategien zuerst entstanden sind und wie sich verändernde Umweltbedingungen bedeutende metabolische Übergänge in der Geschichte der Erde bestimmt haben könnten.

Das Projekt wird Modelle der prokaryotischen Evolution und des Energiestoffwechsels mit bestehenden und neu entwickelten geodynamischen Simulationen der frühen Erde koppeln. Diese Simulationen werden untersuchen, wie Manteldynamik, lithosphärische Rheologie, Oberflächenrelief, Verwitterung, CO₂-Flüsse, Paläogeographie, Atmosphäre und Klima sich entwickelten, während die Erde abkühlte. Darüber hinaus zielt das Projekt darauf ab, die durch diese Innovationen verursachte Umweltveränderung zu untersuchen. Die Evolution von Organismen, die in der Lage sind, autotrophen Kohlenstoff zu fixieren, könnte beispielsweise den Kohlenstoff- und Nährstoffkreislauf, die atmosphärische Zusammensetzung, die Sauerstoffverfügbarkeit und letztlich die Bedingungen verändert haben, unter denen nachfolgende Lebensformen entstehen konnten.

Das Projekt wird eine Reihe von planetarischen und geodynamischen Szenarien untersuchen, einschließlich der Bedingungen der frühen Erde oder stagnierender Lappen. Die resultierenden Veränderungen in Tektonik, Topographie, Oberflächenprozessen, atmosphärischer Zusammensetzung, Klima und Bewohnbarkeit werden mit evolutionären Modellen verknüpft, um zu bestimmen, wann metabolische Übergänge wahrscheinlich auftreten.

Stellenbeschreibung

Als Postdoktorand werden Sie ein interdisziplinäres Forschungsprogramm entwickeln und umsetzen, das die Evolution des frühen prokaryotischen Lebens in seinem geodynamischen und klimatischen Kontext untersucht. Sie werden an der Schnittstelle von Evolutionsbiologie, molekularer Evolution, Geodynamik, Erdsystemwissenschaft und planetarischer Bewohnbarkeit arbeiten.

Ihre Hauptverantwortlichkeiten umfassen:

• Aufbau auf bestehenden Modellen von anaeroben Autotrophen und Heterotrophen, um ein Modell zu entwerfen, das Ansammlungen von metabolischen Gemeinschaften als Funktion globaler und lokaler chemischer und physikalischer Bedingungen simuliert.
• Aufbau auf bestehenden Modellen des Kohlenstoff- und Nährstoffkreislaufs sowie der atmosphärischen Evolution während des Archaikums, um zu untersuchen, wie sich entwickelnde geophysikalische und geochemische Prozesse möglicherweise die sich entwickelnden frühen metabolischen Gemeinschaften eingeschränkt oder beeinflusst haben.
• Verwendung von Ausgaben geodynamischer Simulationen als Einschränkungen geophysikalischer und geochemischer Prozesse, um zu untersuchen, wie unterschiedliche planetarische Bedingungen bestimmte evolutionäre Übergänge in frühen Metabolismen erleichtern oder behindern können.
• Verwendung dieser Modelle, um zu erkunden, wie biologische Evolution planetarische Bedingungen verändern und potenziell Systeme in alternative stabile Zustände treiben kann.
• Kommunikation von Forschungsergebnissen durch wissenschaftliche Publikationen, Präsentationen auf internationalen Konferenzen und Zusammenarbeit mit Projektpartnern.

Die Position bietet wissenschaftliche Unabhängigkeit und die Möglichkeit zur engen Zusammenarbeit mit Forschern, die in den Bereichen Evolutionsbiologie, Geodynamik, Klima und Planetarwissenschaft tätig sind. Die Position ist zunächst für 12 Monate und verlängerbar basierend auf Fortschritt und Leistungsbewertung für maximal 24 Monate.

Profil

Wir suchen einen hochmotivierten Postdoktoranden mit starkem Interesse an der Evolution des frühen Lebens und den Wechselwirkungen zwischen biologischen und planetarischen Prozessen. Der ideale Kandidat hat Erfahrung in quantitativer oder computergestützter Forschung und ist begeistert von der Arbeit über disziplinäre Grenzen hinweg.

Wesentliche Qualifikationen und Eigenschaften

• Ein PhD in Geobiologie, Biogeochemie, Erdwissenschaften, Geodynamik, Planetarwissenschaft, computergestützter Biologie oder einem eng verwandten Bereich.
• Ein starker Hintergrund in interdisziplinärer Arbeit wird empfohlen.
• Starke Erfahrung in quantitativer Forschung, computergestütztem Modellieren, Datenanalyse oder einer Kombination davon.
• Nachgewiesene Fähigkeit, unabhängig zu arbeiten, Forschungsfragen zu formulieren, Hypothesen zu entwickeln, Analysen zu entwerfen und Ergebnisse zu interpretieren.
• Erfahrung in geophysikalischem/geochemischem Modellieren oder in Bioenergetik, Populationsökologie, Öko-Evolution.
• Starke Programmier- und Datenanalysetalente, vorzugsweise in Python, R, MATLAB, Julia oder einer vergleichbaren Sprache.
• Fähigkeit, Modellannahmen kritisch zu bewerten und Beweise aus verschiedenen Datentypen zu integrieren.
• Starkes Interesse an evolutionären Prozessen, frühem Leben, Evolution des Erdsystems oder planetarischer Bewohnbarkeit.
• Ausgezeichnete analytische und problemlösende Fähigkeiten, mit der Fähigkeit, an komplexen interdisziplinären Fragen zu arbeiten.
• Fähigkeit, wissenschaftliche Ergebnisse klar in schriftlichem und gesprochenem Englisch zu kommunizieren.
• Eine kollaborative Denkweise und die Bereitschaft, über disziplinäre Grenzen hinweg zu arbeiten.
• Starke organisatorische Fähigkeiten und die Fähigkeit, ein unabhängiges Forschungsprogramm zu leiten.

Zusätzliche Vorteile

Erfahrung in einem oder mehreren der folgenden Bereiche wäre besonders vorteilhaft:

• Evolution des mikrobiellen Energiestoffwechsels oder frühes prokaryotisches Leben.
• Geodynamisches oder Mantelkonvektionsmodellieren.
• Klimamodelle oder Erdsystemmodellierung.
• Biogeochemische oder Kohlenstoffzyklusmodellierung.
• Geologische oder geochemische Einschränkungen für die Evolution der frühen Erde.
• Kopplung biologischer und abiotischer Modelle oder Arbeiten mit Erdsystem-Rückkopplungen.
• Hochleistungsrechnen und großangelegte numerische Simulationen.
• Erfahrung in der Arbeit mit interdisziplinären Datensätzen und Modellierungsrahmen.

Kandidaten mit einem starken Hintergrund in entweder computergestützter biologischer Evolution oder Geodynamik/Erdsystemmodellierung werden ermutigt, sich zu bewerben, sofern sie ein starkes Interesse daran haben, Expertise in der anderen Disziplin zu entwickeln.

Wir bieten

Am ETH Zürich werden Sie Teil einer lebendigen und hochinterdisziplinären wissenschaftlichen Gemeinschaft und haben Zugang zu:

• Ein international verbundenes Forschungsumfeld an der Schnittstelle von Biologie, Erdwissenschaften und Planetarwissenschaft.
• Die Möglichkeit, ein unabhängiges Forschungsprogramm innerhalb eines wissenschaftlich ehrgeizigen Projekts zu entwickeln.
• Zugang zu fortschrittlichen Rechenressourcen und Modellierungsexpertise.
• Möglichkeiten zur interdisziplinären Zusammenarbeit und Interaktion mit Forschern aus verschiedenen Bereichen.
• Schulungs- und Karriereentwicklungsmöglichkeiten.
• Unterstützungsprogramme einschließlich Mentoring und interdisziplinären Netzwerken.
• Eine kollaborative, inklusive und internationale Teamkultur.
• Ein anregendes Forschungsumfeld an einer führenden Forschungseinrichtung.

Arbeiten, Lehren und Forschen am ETH Zürich

Wir schätzen Vielfalt und Nachhaltigkeit. Im Einklang mit unseren Werten fördert ETH Zürich eine inklusive Kultur. Wir setzen uns für Chancengleichheit ein, schätzen Vielfalt und pflegen ein Arbeits- und Lernumfeld, in dem die Rechte und Würde aller Mitarbeiter und Studierenden respektiert werden. Besuchen Sie unsere Website für Chancengleichheit und Vielfalt, um zu erfahren, wie wir ein faires und offenes Umfeld gewährleisten, das jedem Wachstum und Gedeihen ermöglicht. Nachhaltigkeit ist ein Kernwert für uns – wir arbeiten konsequent auf eine klimaneutrale Zukunft hin.

Über ETH Zürich

ETH Zürich ist eine der weltweit führenden Universitäten, die sich auf Wissenschaft und Technologie spezialisiert hat. Wir sind bekannt für unsere hervorragende Ausbildung, bahnbrechende Grundlagenforschung und den direkten Transfer neuen Wissens in die Gesellschaft. Über 30.000 Menschen aus mehr als 120 Ländern finden unsere Universität zu einem Ort, der unabhängiges Denken fördert und ein Umfeld schafft, das Exzellenz inspiriert. Im Herzen Europas gelegen, aber mit Verbindungen auf der ganzen Welt, arbeiten wir zusammen, um Lösungen für die globalen Herausforderungen von heute und morgen zu entwickeln.