朱茂炎团队揭秘寒武纪大爆发背后的氧气秘密

朱茂炎团队揭秘寒武纪大爆发背后的氧气秘密

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科学网

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来源

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https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/12/535835.shtm

2.

http://nigpas.cas.cn/kyjz/kyjz/index_4.html

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http://www.nigpas.cas.cn/kyjz/kyjz/index_3.html

4.

http://www.sklps.cn/kyjz/202407/t20240702_229023.html

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https://www.instrument.com.cn/news/20241118/754272.shtml

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https://news.eol.cn/dongtai/202412/t20241217_2646808.shtml

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https://www.shobserver.com/staticsg/res/html/web/newsDetail.html?id=847945&sid=11

近日，由中国科学院南京地质古生物研究所朱茂炎研究员领导的国际科研团队在寒武纪大爆发研究中取得重要突破。他们通过对西伯利亚寒武纪早期碳酸盐岩地层的碳、硫同位素研究，揭示了大气和海洋的氧气含量是如何控制寒武纪大爆发的过程。这项研究不仅解开了生物演化史上的一个重要谜团，还为我们了解当时的气候变化提供了新的视角。朱茂炎团队的研究成果发表在《自然-地球科学》杂志上，引起了广泛关注。

寒武纪大爆发是地球生命演化史上的一次重大事件，发生在约5.4亿年前，短短几百万年间，地球上突然出现了大量复杂的生命形式。这一现象一直困扰着古生物学家和地质学家，其中，氧气含量被认为是影响生物演化的重要因素。

传统观点认为，高氧环境是寒武纪生物多样性激增的关键，因为充足的氧气支持了大型复杂生命的代谢需求。然而，关于寒武纪时期的氧气含量，科学界一直存在争议。一些研究表明，寒武纪生命大爆发时期，地球大气的含氧量仅为现代水平的10%左右；而最新研究则提出，在距今5.8亿至5.2亿年的寒武纪早期，大气中的氧含量曾快速增加到现代水平的60%以上。

朱茂炎团队的研究为这一争议提供了新的视角。他们发现，在寒武纪晚期的SPICE事件期间（距今约4.95亿年前），海水的缺氧状态导致了三叶虫动物群的重大演替。研究团队通过对华北地台寒武纪地层的系统研究，发现SPICE事件期间的碳同位素与铈异常数据存在紧密的耦合变化，这表明随着碳循环波动开始，海水的含氧量明显下降。

这一发现首次清晰地揭示了SPICE事件期间的局部生态压力对三叶虫动物集群演替造成了直接影响。研究还发现，尽管海水含氧量下降，但并未降到完全缺氧状态，这一结果解释了前人发现的矛盾，即在SPICE事件期间底栖动物群的大量出现与地球化学数据指示的海水完全缺氧之间的冲突。

朱茂炎团队在生命演化研究领域持续深耕，取得了多项重要成果。2016年，他们在燕山地区发现距今15.6亿年前的宏体多细胞真核生物化石，将地球上大型多细胞真核生物的出现时间提前了将近10亿年。经过8年的深入研究，2024年1月，团队又在燕山地区距今约16.4亿年前的地层中发现了更为古老的多细胞真核生物化石——“壮丽青山藻”，进一步将多细胞真核生物出现的时间提前了约7000万年。

此外，朱茂炎带领的寒武纪大爆发研究组在云南的澄江动物群中，发现了关键过渡型化石——“章氏麒麟虾”，这一发现为解答“节肢动物起源之谜”提供了重要线索，相关研究成果发表于Nature，并入选2020年度“中国古生物学十大进展”和“十大地质科技进展”。

朱茂炎团队的研究成果不仅在学术界产生了重要影响，也提升了中国在古生物学和地球生命演化研究领域的国际地位。他们的研究揭示了氧气含量与生物演化之间的复杂关系，为理解地球生命演化的关键过程提供了新的视角。同时，这些发现也展示了科学研究的严谨性和探索精神，体现了中国科学家在前沿科学问题上的创新能力。

朱茂炎研究员长期从事地层学、古生物学以及地球-生命系统早期演化方面的研究，他带领的团队在这一领域持续产出重要成果，培养了一批优秀的青年科技人才。这些研究不仅推动了科学知识的边界，也为人类理解地球生命演化提供了新的线索。