地球早期生命演化轨迹揭晓：高精度曲线勾勒15亿年生命史
化石作为记录生命演化的直接证据，是揭开生命起源和演化历程的关键。国际顶级学术期刊《科学》（Science）最新发表的一篇由南京大学和中国科学院院士沈树忠等科研人员合作完成的研究成果，填补了早期地球生物多样性宏演化的空白，绘制出迄今第一条早期地球高精度生物多样性曲线，揭示了地球从20亿年前到5亿年前——约15亿年的高精度生物多样性演化历史。
构建化石大数据，绘制高精度生物多样性曲线
研究团队耗时六年时间，创建了全球数据最全、信息量最大的早期地球古生物地层数据库和全球首个早期地球化石大数据平台。该数据库整合了全球已公开发表的约15万条早期地球化石记录，包含了2800多个属和约25000个物种，涵盖了迄今为止已知的几乎所有早期地球化石门类。
基于这一大规模化石数据库，研究团队采用“超算+AI”等分析方法，绘制出迄今第一条早期地球高精度生物多样性曲线。这条曲线以百万年为时间间隔，展示了地球上已知化石记录的物种数量随时间的变化情况。
多样性波动频繁，大事件影响明显
高精度生物多样性曲线揭示了早期地球生命演化的两大显著特征：多样性波动频繁和大事件影响明显。
研究发现，在第一个可信的真核生物化石约17亿年前出现后，其多样性一直保持较低但稳定增长的模式。然而，约7.2亿年前全球性大冰期的出现，打破了这一增长趋势，导致生物多样性大幅下降。
随着大冰期事件的结束，地球物种多样性开始迅速增加并且频繁发生波动，造成多次生物大辐射和大灭绝事件。其中包括约6.35亿年前到5.8亿年前的生物大辐射事件，以及紧随其后发生的生物演化史上第一次大灭绝事件。
环境因素对早期生命演化影响巨大
研究表明，环境因素的骤变对早期地球复杂生命系统演化的影响巨大。例如，大冰期事件可能导致地球表面温度和氧气含量急剧下降，导致优势微体生物大量灭绝。而大冰期结束后，温度和氧气含量的恢复，则为复杂宏体生物的辐射创造了有利条件。
埃迪卡拉纪末两次明显的多样性下降，被认为是动物演化史上最早的两次大灭绝事件，可能与环境因素的变化有关。第一次大灭绝事件可能与全球冰川覆盖的扩大和氧气含量下降有关，而第二次大灭绝事件的成因尚不确定。
探索地外生命和评估地球宜居性提供参考
该研究不仅为探索地球生命演化的早期历史提供了新的见解，也为探索极端环境下的地外生命和评估未来地球的宜居性提供了重要参考。
研究表明，早期地球生命演化经历了众多大事件，包括全球性大冰期和大灭绝事件。这些事件对生命演化的影响巨大，但复杂生命系统却能不断适应和演化，最终形成现代复杂的生态系统。
研究团队认为，大规模化石记录和高精度生物多样性曲线等工具，可以帮助科学家更好地了解地球生命演化的模式和机制，从而为探索地外生命和评估未来地球的宜居性提供重要借鉴。
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