超算+AI，我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)解鎖地球20億年生命演化“密碼”

  央視新聞客戶端   2024-12-21 10:00:22

南京大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中外多家科研單位，研究通過(guò)建立早期地球化石大數(shù)據(jù)，揭示了地球大約從20億年到5億年前早期生命多樣性演化歷程。該研究成果于12月20在學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上發(fā)表。

化石是記錄生命演化的最直接證據(jù)。但在5億年以前漫長(zhǎng)的早期地球階段，是如何進(jìn)化出五彩繽紛的生物世界？這類重大科學(xué)問題由于研究方法的限制，長(zhǎng)期得不到準(zhǔn)確解答。對(duì)此，南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)耗時(shí)六年時(shí)間，創(chuàng)建了目前國(guó)際領(lǐng)先的早期地球古生物地層數(shù)據(jù)庫(kù)，并利用超級(jí)計(jì)算機(jī)和人工智能，首次繪制了地球大約從20億年到5億年前的高精度生物多樣性演化歷史，定量勾畫了復(fù)雜生命的起源、急劇增加、滅絕，再次急劇增加至現(xiàn)代生態(tài)系統(tǒng)形成的早期歷史過(guò)程，成功建立起全球第一條早期地球高精度生物多樣性曲線。

南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院研究員唐卿表示，數(shù)據(jù)庫(kù)錄入了大概260多個(gè)地質(zhì)剖面、13000多個(gè)化石數(shù)據(jù)點(diǎn)以及180多個(gè)火山灰同位素年齡的數(shù)據(jù)，來(lái)印證前人關(guān)于生命演化模式，以及跟環(huán)境的相互作用之間的一個(gè)猜想。

通過(guò)分析，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)早期地球曾上演過(guò)多次生物急劇增加和大滅絕事件。數(shù)據(jù)表明，7.2億到6.35億年前的雪球地球等極端氣候的發(fā)生，嚴(yán)重阻止地球早期生物圈的演化進(jìn)程，導(dǎo)致生物大滅絕事件出現(xiàn)。而隨著大冰期的結(jié)束，地表溫度回暖以及大氣氧含量升高，又促成了新一輪復(fù)雜生物多樣性急劇增加，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，而是呈長(zhǎng)期滯緩與相對(duì)快速增加交替發(fā)展的模式。

中國(guó)科學(xué)院院士、南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院教授沈樹忠表示，用大數(shù)據(jù)來(lái)重建過(guò)去幾十億年以來(lái)零散的、片段式的化石保存的這些數(shù)據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了以往所有分散的研究。如果把地球生命整個(gè)演化歷史，以及生命演化過(guò)程當(dāng)中各種發(fā)生的事件都搞清楚了，對(duì)于我們認(rèn)識(shí)當(dāng)今地球目前面臨的現(xiàn)狀，全球變暖、生物多樣性減少這些問題，都具有重要的科學(xué)意義。

欄目主編：秦紅　文字編輯：宋彥霖　題圖來(lái)源：上觀題圖　圖片編輯：徐佳敏

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