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

Vollständige Beschreibung

Postdoc in der Modellierung der frühen Prokaryoten-Evolution und Interaktion mit der Geodynamik der Erde

100%, Zürich, befristet

Das Nationale Forschungskompetenzzentrum NFS Genesis ist ein vom SNF gefördertes Forschungsinfrastrukturprojekt, das sich auf die Erforschung der Entstehung von Leben im Universum konzentriert. Diese interdisziplinäre Forschungsinfrastruktur bringt Physiker, Erd- und Planetenwissenschaftler, Chemiker und Biologen zusammen, um die Bedingungen und Mechanismen zu verstehen, die das Entstehen von Leben ermöglichen. Die Entwicklung zuverlässiger Methoden zur Erkennung zuverlässiger Lebensspuren (Biosignaturen), sei es durch Fernerkundung oder direkte Messungen vor Ort, erfordert erhebliche Innovationen. Diese Herausforderungen erfordern eine enge Zusammenarbeit zwischen Physik, Biologie, Chemie und den Geowissenschaften. Der NFS Genesis will nicht in allen Bereichen Antworten liefern, sondern innovative Forschung vorantreiben und entscheidende Fortschritte erzielen.

Details zu NFS Genesis sind auf der Website verfügbar.

Der NFS Genesis setzt sich für Gleichheit, Vielfalt und Inklusion ein. Unser Ziel ist es, eine respektvolle und faire Arbeitskultur mit gleichem Zugang zu beruflicher Entwicklung und Unterstützung für alle zu pflegen. Wir empfehlen dringend Bewerbungen von unterrepräsentierten Gruppen. Im Rahmen dieses Projekts suchen wir einen zweijährigen, vollständig finanzierten Postdoktoranden.

Projekthintergrund

Wie entwickelten sich die frühesten Lebensformen und wie interagierte ihre Entwicklung mit der sich verändernden physikalischen und chemischen Umgebung der frühen Erde? Dieses Projekt untersucht die Koevolution des Lebens und des Erdsystems über geologische Zeitskalen, wobei ein besonderer Schwerpunkt auf den wichtigsten Übergängen im Energiestoffwechsel des frühen prokaryotischen Lebens liegt. Die Entstehung und Abfolge verschiedener Energiestoffwechsel wurde wahrscheinlich durch veränderte Erdoberflächenbedingungen ermöglicht. Es ist unklar, welche metabolischen Strategien am wahrscheinlichsten zuerst entstanden sind und wie sich verändernde Umweltbedingungen wichtige metabolische Übergänge in der Erdgeschichte bestimmt haben können. 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 sich Manteldynamik, Lithosphärenrheologie, Oberflächenrelief, Verwitterung, CO2-Flüsse, Paläogeographie, Atmosphäre und Klima bei der Abkühlung der Erde entwickelt haben.

Über die Umweltauslöser hinaus will das Projekt die durch diese Innovationen verursachte Umwelttransformation untersuchen. Die Evolution von Organismen, die in der Lage sind, autotrophe Kohlenstoff-Fixierung zu betreiben, könnte beispielsweise den Kohlenstoff- und Nährstoffkreislauf, die atmosphärische Zusammensetzung, die Sauerstoffverfügbarkeit und letztlich die Bedingungen, unter denen sich nachfolgende Lebensformen entwickeln könnten, verändert haben. Weiteres Augenmerk wird darauf gelegt, wie verschiedene geodynamische Regime Umweltbedingungen schaffen können, die wichtige evolutionäre Übergänge fördern, verzögern oder verhindern. Das Projekt wird eine Reihe von planetaren und geodynamischen Szenarien untersuchen, einschließlich früher Erdbedingungen oder stagnierender Lider. Die daraus 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 sich Planeten und Leben gemeinsam entwickeln und wie biologische Aktivität die planetaren Bedingungen grundlegend verändern kann.

Stellenbeschreibung

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

Ihre Hauptaufgaben umfassen

• Aufbauend auf der bestehenden Modellierung von aneroben Autotrophen und Heterotrophen (Sauterey et al 2020, Nasreldine et al in prep), um ein Modell zu entwerfen, das Assemblagen von Stoffwechselgemeinschaften als Funktion globaler und lokaler chemischer und physikalischer Bedingungen simuliert.
• Aufbauend auf bestehenden Modellen des Kohlenstoff- und Nährstoffkreislaufs und der atmosphärischen Evolution während des Archean (Affholder et al., 2025
• Affholder et al in prep), um zu untersuchen, wie sich entwickelnde geophysikalische und geochemische Prozesse durch sich entwickelnde frühe metabolische Assemblagen eingeschränkt oder beeinflusst wurden.
• Die Verwendung geodynamischer Output-Simulationen als Einschränkungen geophysikalischer und geochemischer Prozesse, um zu untersuchen, wie unterschiedliche planetare Bedingungen (unterschiedliche Lithosphärenstärke, innere Dichteprofile, Mantelrheologie) bestimmte evolutionäre Übergänge im frühen Stoffwechsel erleichtern oder behindern können.
• Mit diesen Modellen untersuchen wir, wie biologische Evolution die planetarischen Bedingungen verändern und Systeme möglicherweise in alternative stabile Zustände lenken kann.
• Vermittlung von Forschungsergebnissen durch wissenschaftliche Publikationen, Präsentationen auf internationalen Konferenzen und Zusammenarbeit mit Projektpartnern

Die Position bietet wissenschaftliche Unabhängigkeit und bietet die Möglichkeit, eng mit Forschern aus den Bereichen Evolutionsbiologie, Geodynamik, Klima und Planetenwissenschaften zusammenzuarbeiten. Die Position ist zunächst für 12 Monate und verlängerbar basierend auf Fortschritt und Bewertung der Leistung für bis zu maximal 24 Monate.

Profil

Wir suchen einen hochmotivierten Postdoktoranden mit einem starken Interesse an der Evolution des frühen Lebens und den Wechselwirkungen zwischen biologischen und planetaren Prozessen. Der ideale Kandidat wird Erfahrung in der quantitativen oder computergestützten Forschung haben und sich für die Arbeit über disziplinäre Grenzen hinweg begeistern.

Wesentliche Qualifikationen und Attribute

• Ein PhD in Geobiologie, Biogeochemie, Geowissenschaften, Geodynamik, Planetenwissenschaft, Computerbiologie oder einem eng verwandten Gebiet.
• Ein starker Hintergrund in der interdisziplinären Arbeit wird gefördert
• Starke Erfahrung in quantitativer Forschung, Computermodellierung, Datenanalyse oder einer Kombination daraus
• Demonstrierte Fähigkeit, unabhängig zu arbeiten, um Forschungsfragen zu formulieren, Hypothesen zu entwickeln, Analysen zu entwerfen und Ergebnisse zu interpretieren
• Erfahrung in geophysikalischer/geochemischer Modellierung oder in Bioenergetik, Populationsökologie, Öko-Evolution
• Starke wissenschaftliche Programmier- und Datenanalysefähigkeiten, 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, Erdsystementwicklung oder planetarer Bewohnbarkeit
• Ausgezeichnete analytische und Problemlösungsfähigkeiten 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 verwalten

Zusätzliche Vermögenswerte

Erfahrungen in einem oder mehreren der folgenden Bereiche wären besonders vorteilhaft:

• Evolution des mikrobiellen Energiestoffwechsels oder des frühen prokaryotischen Lebens
• Geodynamische oder Mantelkonvektionsmodellierung
• Klima- oder Erdsystemmodellierung
• Biogeochemische oder Kohlenstoffkreislauf-Modellierung
• Geologische oder geochemische Einschränkungen der Evolution der frühen Erde
• Kopplung biologischer und abiotischer Modelle oder Arbeit mit Erdsystem-Feedbacks
• Hochleistungsrechnen und groß angelegte numerische Simulationen
• Erfahrung im Umgang mit interdisziplinären Datensätzen und Modellierungsframeworks

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

Wir bieten

An der ETH Zürich treten Sie einer lebendigen und hoch interdisziplinären Wissenschaftsgemeinschaft bei und haben Zugang zu:

• Eine international vernetzte Forschungsumgebung an der Schnittstelle von Biologie, Geowissenschaften und Planetenwissenschaften
• Die Möglichkeit, ein unabhängiges Forschungsprogramm innerhalb eines wissenschaftlich ambitionierten Projekts zu entwickeln
• Zugang zu fortgeschrittenen Rechenressourcen und Modellierungsexpertise
• Möglichkeiten für interdisziplinäre Zusammenarbeit und Interaktion mit Forschern aus verschiedenen Bereichen
• Ausbildungs- und Karriereentwicklungsmöglichkeiten
• Förderprogramme einschließlich Mentoring und interdisziplinäre Netzwerke
• Eine kollaborative, inklusive und internationale Teamkultur
• Ein anregendes Forschungsumfeld an einer führenden Forschungseinrichtung

Lesen Sie mehr über die Arbeit an der ETH und unsere Vorteile für Mitarbeiter.

Wir legen Wert auf Vielfalt und Nachhaltigkeit

Im Einklang mit unseren Werten fördert die ETH Zürich eine inklusive Kultur. Wir fördern Chancengleichheit, schätzen Vielfalt und fördern ein Arbeits- und Lernumfeld, in dem die Rechte und die Würde aller unserer Mitarbeiter und Studenten respektiert werden. Besuchen Sie unsere Website für Chancengleichheit und Vielfalt, um herauszufinden, wie wir ein faires und offenes Umfeld gewährleisten, in dem jeder wachsen und gedeihen kann. Nachhaltigkeit ist für uns ein zentraler Wert – wir arbeiten konsequent auf eine klimaneutrale Zukunft hin.

Neugierig? Wir sind es auch.

Wir freuen uns auf Ihre Online-Bewerbung mit folgenden Unterlagen:

• CV (enthalten vollständige Liste der Publikationen und Referenzen, die wir kontaktieren können)
• Motivationsschreiben

Weitere Informationen zum Labor für Ökosystem- und Landschaftsentwicklung finden Sie auf unserer Website. Fragen zur Position sollten an Prof. Loïc Pellissier ([email protected]), keine Anwendungen.

Bitte beachten Sie, dass wir ausschließlich Bewerbungen annehmen, die über unser Online-Bewerbungsportal eingereicht werden. Bewerbungen per E-Mail oder Post werden nicht berücksichtigt.

Wir weisen darauf hin, dass die Vorauswahl durch die verantwortlichen Recruiter und nicht durch künstliche Intelligenz erfolgt.

Im Einklang mit unseren Werten fördert die ETH Zürich eine inklusive Kultur. Wir fördern Chancengleichheit, schätzen Vielfalt und fördern ein Arbeits- und Lernumfeld, in dem die Rechte und die Würde aller unserer Mitarbeiter und Studenten respektiert werden. Besuchen Sie unsere Website für Chancengleichheit und Vielfalt, um herauszufinden, wie wir ein faires und offenes Umfeld gewährleisten, in dem jeder wachsen und gedeihen kann.

Über die ETH Zürich

Die ETH Zürich ist eine der weltweit führenden Universitäten, die sich auf Wissenschaft und Technologie. Wir sind bekannt für unsere hervorragende Ausbildung, Spitzenforschung und direkter Wissenstransfer in die Gesellschaft. Über 30.000 Menschen aus mehr als 120 Ländern finden unsere Universität ein Ort zu sein, der unabhängiges Denken und eine Umwelt, die Exzellenz inspiriert. Im Herzen Europas gelegen, Dennoch knüpfen wir Verbindungen auf der ganzen Welt, um Lösungen für die globalen Herausforderungen von heute und morgen zu entwickeln.

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