昆山承載大科學計劃支持的研究成果在《科學》上發表
化石是記錄生命演化的最直接證據。但在5億年以前漫長的早期地球階段，生命，尤其是發育有細胞核的真核生物是什么時候開始出現并留下它的第一個化石記錄的？作為所有現代高等生物的祖先，早期生命是如何逢兇化吉進化出我們現在看到的五彩繽紛的生物世界？這些事關我們從哪里來，要到哪里去的重大科學問題由于研究方法的限制長期得不到準確的解答。
生命起源與演化，也是國際頂級學術期刊《科學》（Science）曾列出的125個重大科學問題之一。
2024年12月20日，中國科學家最新發表的一項相關研究成果填補了早期地球生物多樣性宏演化的空白，南京大學地球科學與工程學院唐卿研究員，深時數字地球國際大科學計劃管理委員會委員、南京大學地球科學與工程學院沈樹忠院士等聯合中外多家科研單位在頂級學術期刊《科學》上以長文形式發表重要研究成果，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律、探索地外生命是否存在以及宜居地球的可持續發展提供重要的理論基礎和借鑒。據悉，此項研究得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金委等項目的支持，是昆山承載的深時數字地球國際大科學計劃支持的重要成果。
該研究通過建立早期地球化石大數據，利用超算和人工智能等分析方法首次繪制了地球從20億年到5億年前，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，經歷多次大輻射和大滅絕事件后，最終演化出約5億年前的復雜生態系統。
據悉，研究團隊耗時六年時間創建了目前全球數據最全、信息量最大的早期地球古生物地層數據庫。團隊創新性地結合了超算和人工智能等大數據分析手段，建立起迄今第一條早期地球高精度生物多樣性曲線。
研究結果表明，隨著第一個可信的真核生物化石在約17億年前出現后，其多樣性一直保持較低但穩定增長的模式。直到約7.2億年前全球性大冰期的出現打斷了生命演化的原有進程。隨著大冰期事件的結束，地球物種多樣性開始迅速增加并且頻繁發生波動，造成多次生物大輻射和大滅絕事件。其中包括約6.35億年到5.8億年前的生物大輻射事件，以及緊隨其后發生的生物演化史上第一次大滅絕事件，導致當時的優勢類型—帶刺的微體生物大量滅絕。在此之后，形態更為復雜的宏體生物（包括動物）迎來了快速輻射。但這些復雜宏體生物在埃迪卡拉紀末期（約5.51億年至5.39億年前）又遭遇了兩次明顯的多樣性下降，代表了動物演化史上最早的兩次大滅絕事件。
本研究首次用大數據方法定量化地揭示了早期地球15億年的生命演化歷程，定量勾畫了復雜生命的起源、輻射、滅絕、再次輻射至現代生態系統形成的早期歷史過程。
多位《科學》審稿人評價：該研究終于帶來了長期缺失的早期地球高精度生物多樣性演化曲線；該曲線揭示的真核生物大輻射和大滅絕事件將激發一大波探索早期地球生命與環境協同演化的熱潮。
▲ 早期地球高精度生物多樣性曲線
在新聞發布會上，唐卿研究員表示，未來如果有新的相關化石文獻發表，將錄入到前述數據庫中，以更新其數據信息。
深時數字地球國際大科學計劃是由中國科學界倡議發起并得到國際重要學術組織認可的首個國際大科學計劃，以整合地球演化全球數據、共享全球地學知識為使命，以建立數據與知識驅動的地球科學研究新范式為愿景。
來源：第一昆山App
