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

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, mit einem besonderen Fokus auf die wichtigen Übergänge im Energiestoffwechsel früher prokaryotischer Lebensformen. Das Auftreten und die Sukzession 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 wichtige 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. Über Umweltfaktoren hinaus zielt das Projekt darauf ab, die durch diese Innovationen verursachte Umwelttransformation 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 evolvieren konnten.

Weitere Aufmerksamkeit wird darauf gelegt, wie unterschiedliche geodynamische Regime Umweltbedingungen schaffen können, die wichtige evolutionäre Übergänge fördern, verzögern oder verhindern. Das Projekt wird eine Reihe von planetarischen und geodynamischen Szenarien untersuchen, einschließlich der Bedingungen der frühen Erde oder stagnierender Lagen. 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.

Das Projekt wird dazu beitragen, zu verstehen, wie Planeten und Leben ko-evolvieren und wie biologische Aktivität die planetarischen Bedingungen grundlegend umgestalten kann.

Stellenbeschreibung

Als postdoktoraler Forscher werden Sie ein interdisziplinäres Forschungsprogramm entwickeln und umsetzen, das die Evolution früher prokaryotischer Lebensformen in ihrem 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 Ansammlungen eingeschränkt oder beeinflusst haben.
• Verwendung von Ausgaben geodynamischer Simulationen als Einschränkungen geophysikalischer und geochemischer Prozesse, um zu untersuchen, wie unterschiedliche planetarische Bedingungen (verschiedene lithosphärische Stärken, innere Dichteprofile, Mantelrheologie) bestimmte evolutionäre Übergänge in frühen Metabolismen erleichtern oder behindern können.
• Verwendung dieser Modelle, um zu erkunden, wie biologische Evolution planetarische Bedingungen verändern und Systeme potenziell in alternative stabile Zustände treiben kann.
• Kommunikation von Forschungsergebnissen durch wissenschaftliche Publikationen, Präsentationen auf internationalen Konferenzen und Zusammenarbeit mit Projektpartnern.

Das Angebot umfasst wissenschaftliche Unabhängigkeit und die Möglichkeit zur engen Zusammenarbeit mit Forschern, die an Evolutionsbiologie, Geodynamik, Klima und Planetarwissenschaft arbeiten. Die Position ist zunächst für 12 Monate und verlängerbar basierend auf Fortschritt und Leistungsbewertung für maximal 24 Monate.

Profil

Wir suchen einen hochmotivierten postdoktoralen Forscher mit starkem Interesse an der Evolution 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 Datenanalysetools, 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 Assets

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 bei der 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.

Wir bieten:

• 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.

Wir schätzen Vielfalt und Nachhaltigkeit

Im Einklang mit unseren Werten fördert die 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 es jedem ermöglicht, zu wachsen und zu gedeihen. Nachhaltigkeit ist ein Kernwert für uns – wir arbeiten konsequent auf eine klimaneutrale Zukunft hin.

Neugierig? So sind wir auch. Wir möchten darauf hinweisen, dass die Vorauswahl von den zuständigen Recruitern und nicht von künstlicher Intelligenz durchgeführt wird. Weitere Informationen über das Labor für Ökosystem- und Landschaftsevolution finden Sie auf unserer Website. Fragen zur Position richten Sie bitte an Prof. Loïc Pellissier, keine Bewerbungen.