大数据揭秘地球15亿年生命演化史

大数据揭秘地球15亿年生命演化史

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人民网

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来源

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http://kpzg.people.com.cn/BIG5/n1/2024/1230/c404214-40391818.html

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2024年12月，南京大学地球科学与工程学院唐卿研究员、中国科学院院士沈树忠等联合中外科研单位，在国际学术期刊《科学》上发表了一项突破性研究成果。他们利用大数据和人工智能技术，首次绘制出地球从20亿年前到5亿年前约15亿年的高精度生物多样性演化历史，填补了早期地球生物演化史的空白。

地球形成于约45亿年前，而最早的生命迹象可以追溯到37亿年前。在这漫长的岁月中，生命从简单的单细胞生物逐渐演化出复杂多样的生态系统。然而，由于研究方法的限制，5亿年前的地球生命演化史一直模糊不清。南京大学团队的这项研究，为我们揭示了这段神秘历史的关键线索。

研究团队耗时六年，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。他们创新性地将超级计算和人工智能技术应用于化石数据分析，成功建立了第一条早期地球高精度生物多样性曲线。

研究发现，地球生命演化并非一帆风顺，而是经历了多次重大事件的洗礼：

• 17亿年前：第一个可信的真核生物化石出现，开启了复杂生命演化的序幕。此后，真核生物多样性保持较低但稳定增长的模式。

• 7.2亿年前：全球性大冰期（雪球地球事件）的出现打断了生命演化的原有进程。这次极端气候事件导致大量物种灭绝，生物多样性大幅下降。

• 大冰期结束后：随着地表温度回暖和大气氧含量升高，地球物种多样性开始迅速增加，并频繁发生波动。这一时期出现了多次生物大辐射和大灭绝事件。

• 埃迪卡拉纪末（约5.51亿至5.39亿年前）：形态更为复杂的宏体生物（包括动物）迎来快速辐射。但随后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。

这项研究不仅填补了早期地球生物多样性宏演化的空白，更为探索地外生命和评估地球宜居性提供了重要参考。研究表明，极端气候事件如雪球地球会对生物圈演化产生重大影响，而环境因素如温度和氧气含量的骤变，会显著影响复杂生命的演化进程。

这项研究为我们理解地球早期生命演化提供了新的视角，但同时也提出了新的问题。例如，是什么因素触发了真核生物的首次出现？极端气候事件如何精确影响生物多样性？这些问题有待未来更深入的研究来解答。

南京大学团队的研究成果，不仅为我们揭示了地球早期生命演化的奥秘，更为探索宇宙中其他星球的生命存在提供了重要线索。随着技术的不断进步，我们有理由相信，人类对生命起源和演化的理解将越来越清晰。