IT之家 12 月 21 日消息，復(fù)雜生物的出現(xiàn)是生命演化史上極為重要的革新事件，意味著地球生物圈從以微生物為主的世界轉(zhuǎn)入以動(dòng)、植物大規(guī)模發(fā)育為特征的宏體復(fù)雜生命世界。
距今 25-5.39 億年的元古宙見(jiàn)證了單細(xì)胞真核生物起源、簡(jiǎn)單多細(xì)胞化以及復(fù)雜多細(xì)胞生物初步輻射的演化歷程。然而長(zhǎng)期以來(lái)，我們對(duì)上述演化歷程的理解缺乏大數(shù)據(jù)層面的定量闡述。
12 月 20 日，中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所早期生命研究團(tuán)隊(duì)與南京大學(xué)、美國(guó)弗吉尼亞理工大學(xué)、香港大學(xué)等 10 家單位、共計(jì) 20 位作者在《科學(xué)》雜志上發(fā)表了關(guān)于元古宙復(fù)雜生物早期演化的重要研究成果（IT之家附 DOI:10.1126/science.adm9137），填補(bǔ)了關(guān)于地球早期真核生物多樣性宏演化的空白。
《科學(xué)》審稿人評(píng)價(jià)道：“該研究終于帶來(lái)了長(zhǎng)期缺失的早期地球高精度生物多樣性演化曲線”、“該曲線揭示的真核生物大輻射和大滅絕事件將激發(fā)一大波探索早期地球生命與環(huán)境協(xié)同演化的熱潮”。
該研究歷時(shí)六年，創(chuàng)建了全球數(shù)據(jù)最全的早期地球古生物地層數(shù)據(jù)庫(kù)，結(jié)合了超算和人工智能等大數(shù)據(jù)分析手段，首次繪制了地球距今 20 億至 5 億年前元古宙至寒武紀(jì)早期的真核生物多樣性演化曲線。揭示了復(fù)雜生命經(jīng)歷了元古宙中期漫長(zhǎng)的早期演化歷程，并在新元古代發(fā)生了多次大輻射和大滅絕事件。
研究結(jié)果表明，隨著第一個(gè)可信的真核生物化石在距今約 17 億年前出現(xiàn)之后，真核生物的多樣性一直保持較低但穩(wěn)定增長(zhǎng)的模式。直到約 7.2 億年前全球性“雪球地球”大冰期的出現(xiàn)，打斷了真核生命演化的既定進(jìn)程。
隨著“雪球地球”事件的結(jié)束，真核生物的物種多樣性開(kāi)始迅速增加并且頻繁發(fā)生波動(dòng)，在埃迪卡拉紀(jì)發(fā)生多次生物大輻射和大滅絕事件。其中包括約 6.35 億到 5.8 億年前的生物大輻射事件，以及緊隨其后發(fā)生的真核生物演化史上的第一次大滅絕事件，導(dǎo)致當(dāng)時(shí)的優(yōu)勢(shì)類(lèi)型 —— 表面具有復(fù)雜刺狀裝飾的微型真核生物的大量滅絕。
在此之后，以動(dòng)物為代表的形態(tài)更為復(fù)雜的宏體生物迎來(lái)了快速輻射。但這些體型較大的復(fù)雜生物在埃迪卡拉紀(jì)末期（距今約 5.51-5.39 億年前）又遭遇了兩次明顯的多樣性下降，代表了動(dòng)物演化史上最早的兩次大滅絕事件，早于眾所周知的顯生宙的五次大滅絕事件。
本研究首次用大數(shù)據(jù)的方法揭示了早期地球 15 億年的生命演化歷程，定量化地勾畫(huà)了復(fù)雜生命的起源、輻射、滅絕、再次輻射至現(xiàn)代復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)形成的早期演化過(guò)程。
以上數(shù)據(jù)表明“雪球地球”大冰期、噶斯奇厄斯（Gaskiers）冰期等極端氣候事件的發(fā)生會(huì)嚴(yán)重阻礙地球早期生物圈的演化進(jìn)程，導(dǎo)致生物大滅絕事件的出現(xiàn)。而隨著大冰期事件的結(jié)束，地表溫度回暖以及大氣氧含量升高等促成了新一輪復(fù)雜生物大輻射事件，進(jìn)一步證實(shí)了生命從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的演化并不是簡(jiǎn)單線性的歷程，而是呈長(zhǎng)期滯緩與相對(duì)快速輻射交替發(fā)展的模式。
該項(xiàng)研究也凸顯了地表溫度與氧氣含量等環(huán)境因素的驟變對(duì)早期地球復(fù)雜生命演化的巨大影響，這對(duì)科學(xué)家探索極端環(huán)境下的地外生命和評(píng)估未來(lái)地球的宜居性演化提供了重要參考。
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