Science长文：世界上第一次！这条高精度的曲线描绘了地球生命进化的早期全景

了解地球生命的过去，也有助于预测地球的未来，发现地外生命。（From Namuwiki）

在 5.4 在1亿年前寒武纪生命爆发之前，地球生命经历了怎样的演变过程？经过六年多的努力，中美科学家共同绘制了第一条早期地球高精度生物多样性曲线，首次勾勒出早期地球生命演变的整体面貌。12 月 20 一天早上，国际顶级学术期刊《科学》以长文的形式发表了这一重要成果。

“人生的进化是一步一步前进，展现一条相对平滑的发展曲线，还是在环境突变中跌宕起伏？”中国科学院教授沈树忠说，生命进化速度是地球早期非常重要和有趣的科学问题，但很难回答。

化石是记录生命进化的最直接证据，但至少到现在 5.4 一亿年前，化石存在样品稀缺、属种鉴定困难、年龄限制不准确、计算方法不当等困难。本文主要完成南京大学地球科学与工程学院副教授唐卿在美国从事博士后研究，开始整理相关数据库。2022 多年来，在“结合多学科地层数据，建立国际通用高精度数字地质时间线”的研究思想启发下，来到南京大学沈树忠院士团队，与多个团队合作，构建了世界上数据最全、信息量最大的早期地球古生物地层综合数据库。

唐卿介绍，目前的数据库数据包括 13658 个别化石事件，263 个剖面、2731 185个化石属种 个同位素绝对年龄，未来新世界发布的相关数据将不断纳入其中。“南大团队开发创建了‘超级计算 AI “算法程序，突破了算力和算法的瓶颈，才绘制出这条生物多样性演变曲线，填补了生命演化的历史空白。”

早期地球高精度生物多样性曲线

"从距今 20 一亿年前，寒武纪的生命爆发了，在这段时间里， 15 在一亿年的地质历史阶段，人生的演变并不是人们过去所想的‘平缓上坡’，而是在环境突破中坎坷前行。“唐卿介绍，这条曲线画出来之后，曲线上的波动幅度令人惊讶。“就在寒武纪前不久，埃迪卡拉纪的生物类型与寒武纪有很大不同。过去，每个人都很困惑。从这条曲线来看，可能是环境突变，埃迪卡拉生物基本灭绝，然后寒武纪迎来了新一波的生命爆发。"

结果表明，在约约约约第一个可靠的真核生物化石 17 一亿年前出现后，其多样性一直保持在较低的水平上，但稳定增长。直到大约 7.2 1亿年前，全球大冰期“雪球地球”的出现打断了生命进化的原始过程，导致生物灭绝。此后，地面温度升高，大气氧含量增加，导致新一轮复杂生物大射击事件。

从那以后，地球物种的多样性开始迅速增加，经历了许多大的生物辐射和大的灭绝事件。包括大约 6.35 到 5.8 1亿年前的生物大辐射事件后来发生了生物进化史上第一次大灭绝事件，导致当时大量带刺的微生物大量灭绝。

唐卿介绍，这次大灭绝后，形态更加复杂的宏体生物(包括动物)迎来了快速辐射，“但这些复杂的宏体生物在埃迪卡拉纪末(约) 5.51 至 5.39 十亿年前)，又遭遇了动物进化史上最早的两次大灭绝事件，此后地球才迎来了寒武纪生命大爆发。

由此可见，地面温度、含氧量等环境因素的剧烈变化对地球复杂生命系统早期的演变产生了巨大的影响。沈树忠教授认为，这进一步验证了生命从简单到复杂的演变，不是简单的线性，而是一种长期缓慢、相对快速的辐射替代发展的方式。“我们知道，生命的过去也为人们在极端环境下预测地球未来的宜居性和探索地球外部生命提供了重要的参考。”

作家：许琦敏

文：许琦敏 图片：受访者提供 编辑：许琦敏 任荃，责任编辑

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