解析15亿年高精度曲线 南大重塑地球早期生命演化
生命起源与演化是人类始终孜孜不倦探索的重大科学问题之一。近日，由南京大学地球科学与工程学院唐卿研究员和中国科学院院士沈树忠等科研人员与中外多家科研单位合作完成的一项研究成果填补了早期地球生物多样性宏演化的空白，并为探索地外生命是否存在以及宜居地球的可持续发展提供了重要的理论基础和借鉴。
该研究成果于12月20日凌晨在线发表在学术期刊《科学》（Science）上。
化石是记录生命演化的最直接证据。研究团队耗时六年时间创建了目前全球数据最全、信息量最大的早期地球古生物地层数据库、全球首个早期地球化石大数据平台，并采用“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，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。
研究结果表明，随着第一个可信的真核生物化石在约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。直到约7.2亿年前全球性大冰期的出现，打断了生命演化的原有进程。
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，导致当时的优势类型—带刺的微体生物大量灭绝。在此之后，形态更为复杂的宏体生物（包括动物）迎来了快速辐射。
但这些复杂宏体生物在埃迪卡拉纪末（约5.51亿年前至5.39亿年前）又遭遇了两次明显的多样性下降，代表了动物演化史上最早的两次大灭绝事件。
该项研究首次用大数据方法定量化地揭示了早期地球15亿年的生命演化历程，定量勾画了复杂生命的起源、辐射、灭绝、再次辐射至现代生态系统形成的早期历史过程；也凸显了地表温度与氧气含量等环境因素的骤变对早期地球复杂生命系统演化的巨大影响，这对科学家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。
研究人员表示，随着新的化石文献的发表，将持续更新早期地球化石大数据平台，为今后的研究提供更全面的数据支持。
研究亮点
1. 创建了迄今为止最全面的早期地球古生物地层数据库，涵盖了20亿年前至5亿年前的海洋和陆地生物。
2. 开发了全球首个早期地球化石大数据平台，汇集了超过5万条化石记录，并建立了相应的检索、分析、可视化功能。
3. 基于地质学、古生物学、生物统计学和计算机科学等多学科交叉研究，绘制了第一条早期地球高精度生物多样性曲线。
4. 发现了复杂生命演化过程中多次生物大辐射和大灭绝事件，为理解生命演化的模式和驱动因素提供了新见解。
5. 证实了地表温度和氧气含量等环境因素的剧烈变化对早期地球复杂生命系统演化的重大影响。
6. 为探索地外生命和评估未来地球的宜居性提供了重要参考。
研究意义
该研究成果填补了早期地球生物多样性宏演化的空白，为生命起源与演化的研究提供了新的数据和理论支持。同时，它对于评估地外生命存在的可能性和宜居地球的可持续发展具有重要意义。
未来展望
研究团队表示，未来将继续完善早期地球化石大数据平台，并开展更深入的研究，以探索生命起源和演化的机制，为解决“我们从哪里来，又要到哪里去？”这一重大科学问题做出贡献。
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