沈树忠院士团队揭秘地球生态大变迁：从大数据看15亿年生命演化
沈树忠院士团队揭秘地球生态大变迁：从大数据看15亿年生命演化
2024年12月，南京大学地球科学与工程学院沈树忠院士团队在国际顶级学术期刊《Science》发表重要研究成果，通过建立早期地球化石大数据，首次绘制出地球从20亿年前到5亿年前的高精度生物多样性演化历史。这一突破性研究不仅揭示了地球早期生命的演化奥秘，也为理解当前地球生态系统面临的挑战提供了重要参考。
大数据揭秘地球早期生命演化
在长达15亿年的地球历史中，生命的演化经历了无数次波折。沈树忠院士团队耗时六年，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。研究团队创新性地将超算和人工智能等大数据分析手段应用于古生物学研究，成功建立起第一条早期地球高精度生物多样性曲线。
研究发现，地球上的早期生命并非一帆风顺。第一个可信的真核生物化石出现在约17亿年前，此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，一场全球性大冰期（雪球地球事件）打断了生命演化的原有进程。随着大冰期事件的结束，地球物种多样性开始迅速增加，并频繁发生波动，导致多次生物大辐射和大灭绝事件。
环境变化速率决定生物命运
在另一项发表于《科学通报》的研究中，沈树忠院士团队深入分析了过去5亿多年来地球发生的各种重大生物与气候事件。研究发现，地球在过去5亿多年中大部分时间处于两极无冰的温室效应阶段，长时间稳定的大冰期往往导致生物辐射，而长期稳定的温室效应期并不导致生物大灭绝。
研究揭示了一个关键结论：决定地球生态系统命运的不是简单的环境背景值高或低，而是环境因子（包括温度、CO2、海洋酸碱度、降雨量等）变化的速率。当环境因子变化速度超出生态系统的承受力时，生态系统来不及适应而崩溃，从而发生生物大灭绝；当环境因子变化速度较慢时，生态系统有足够的时间来适应环境变化而得以繁盛。
对当前全球变化的启示
当前，地球正经历数百年来的快速升温，导致生态系统急剧恶化。沈树忠院士的研究为我们提供了重要启示：面对全球气候变化，关键在于减缓环境变化的速率，为生态系统留出足够的适应时间。这需要国际社会共同努力，采取有效措施应对气候变化，保护地球生态环境。
沈树忠院士团队的研究成果不仅填补了关于早期地球生物多样性宏演化的空白，更为我们理解地球生命的过去、现在和未来提供了重要参考。这些研究不仅揭示了地球生态系统的演化规律，也为应对当前全球生态环境挑战提供了科学依据。