南京大学绘制 15 亿年地球生命演化高精度曲线
在探索生命起源与演化的重大科学领域中，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，填补了早期地球生物多样性宏演化的空白，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 2022 年 12 月 20 日凌晨在线发表在学术期刊《科学》(Science) 上。
开创先河，构建早期地球古生物数据库
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，涵盖了从距今 20 亿年前到 5 亿年前约 15 亿年的时间跨度，其中大部分数据由研究团队通过实地考察和化石采样获得。
该数据库包含超过 100 万条化石记录，覆盖了 500 多个古生物门类。研究团队利用这些数据建立了全球首个早期地球化石大数据平台，为后续分析和研究奠定了坚实的基础。
“超算 + AI”，绘制高精度生物多样性曲线
为了绘制地球生命演化的历史曲线，研究团队采用了“超算 + AI”等先进分析方法。他们使用高性能计算机对海量化石数据进行计算和分析，并结合人工智能算法，识别和提取化石记录中的关键信息。
经过大量的计算和分析，研究团队绘制出了迄今为止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 亿年前的生命演化历程。
生命演化的跌宕起伏：辐射与灭绝交织
该曲线显示，在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。
大冰期事件结束后，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，当时优势类型——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。
环境因素对生命演化的巨大影响
该研究揭示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。当环境稳定时，生命多样性往往呈现缓慢而稳定的增长趋势；当环境发生剧烈变化时，生命多样性则会出现大幅度的波动和变化。
研究团队指出，全球性大冰期事件可能导致了早期真核生物的繁盛，而埃迪卡拉纪末的两次多样性下降事件可能与剧烈的氧化事件和冰川活动有关。
探索地外生命和评估宜居性
该项研究不仅揭示了早期地球生命的演化历史，也为探索地外生命和评估宜居地球的可持续发展提供了重要的参考。研究团队强调，在探索宜居星系或行星时，寻找复杂生命存在的线索至关重要。
该项研究为地外生命探索提供了重要参考，表明如果发现类似地球早期环境条件的系外行星，那么那里可能存在着复杂的生命形式。同时，该研究也提醒我们，地表环境的变化对生命演化具有深远的影响，保护地球环境对于人类文明的永续发展至关重要。
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