南京大學(xué)團(tuán)隊通過化石大數(shù)據(jù)揭示地球早期生命演化奧秘

中國教育報-中國教育新聞網(wǎng)訊（記者 阿妮爾）近日，南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院研究員唐卿和中國科學(xué)院院士沈樹忠等聯(lián)合中外多家科研單位在頂級學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》（Science）上發(fā)表重要研究成果。該研究通過建立早期地球化石大數(shù)據(jù)，利用超算和人工智能等分析方法首次繪制地球距今20億到5億年前，間隔約15億年的高精度生物多樣性演化歷史，揭示了地球上的早期生命是通過漫長的演化歷程，填補了關(guān)于早期地球生物多樣性宏演化的空白，為闡明早期地球生命起源和演化規(guī)律、探索地外生命是否存在以及宜居地球的可持續(xù)發(fā)展提供重要的理論基礎(chǔ)和借鑒。

在漫長的早期地球階段，生命，尤其是發(fā)育有細(xì)胞核的真核生物是什么時候開始出現(xiàn)并留下第一個化石記錄？早期生命如何進(jìn)化出現(xiàn)在的生物世界？研究團(tuán)隊耗時6年創(chuàng)建目前全球數(shù)據(jù)最全、信息量最大的早期地球古生物地層數(shù)據(jù)庫，并創(chuàng)新性結(jié)合超算和人工智能等大數(shù)據(jù)分析手段，運用高精度地質(zhì)時間軸的概念和方法，建立起迄今第一條早期地球高精度生物多樣性曲線。

據(jù)介紹，該研究首次用大數(shù)據(jù)方法定量化揭示早期地球15億年的生命演化歷程，定量勾畫復(fù)雜生命的起源、輻射、滅絕、再次輻射至現(xiàn)代生態(tài)系統(tǒng)形成的早期歷史過程。研究表明，隨著第一個可信的真核生物化石在約17億年前出現(xiàn)后，地球物種多樣性一直保持較低但穩(wěn)定增長的模式，直到約7.2億年前全球性大冰期的出現(xiàn)打斷了生命演化的原有進(jìn)程，隨著大冰期事件的結(jié)束，地球物種多樣性開始迅速增加并且頻繁發(fā)生波動，造成多次生物大輻射和大滅絕事件，這進(jìn)一步證實生命從簡單到復(fù)雜的演化并不是簡單線性的，而是呈長期滯緩與相對快速輻射交替發(fā)展的模式，并凸顯地表溫度與氧氣含量等環(huán)境因素的驟變對早期地球復(fù)雜生命系統(tǒng)演化的巨大影響，為科學(xué)家探索極端環(huán)境下的地外生命和評估未來地球的宜居性提供重要參考。

《科學(xué)》期刊多位審稿人評價，此項研究帶來了長期缺失的早期地球高精度生物多樣性演化曲線，將激發(fā)一大波探索早期地球生命與環(huán)境協(xié)同演化的熱潮。