南京大學團隊通過化石大數(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，南京大學地球科學與工程學院研究員唐卿和中國科學院院士沈樹忠等聯(lián)合中外多家科研單位在頂級學術(shù)期刊《科學》（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和借鑒。

在漫長的早期地球階段，生命，尤其是發(fā)育有細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？早期生命如何進化出現(xiàn)在的生物世界？研究團隊耗時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，這進一步證實生命從簡單到復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雜生命系統(tǒng)演化的巨大影響，為科學家探索極端環(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》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。