南京大学地球科学与工程学院Science发文！化石大数据揭示地球早期生命演化的奥秘

化石是记录生命演化的最直接证据。但在5亿年以前漫长的早期地球阶段，生命，尤其是发育有细胞核的真核生物是什么时候开始出现并留下它的第一个化石记录的？作为所有现代高等生物的祖先，早期生命是如何逢凶化吉进化出我们现在看到的五彩缤纷的生物世界？这些事关我们从哪里来，要到哪里去的重大科学问题由于研究方法的限制长期得不到准确地解答。

研究结果表明，随着第一个可信的真核生物化石在约17亿年前出现后，其多样性一直保持较低但稳定增长的模式。直到约7.2亿年前全球性大冰期的出现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且频繁发生波动，造成多次生物大辐射和大灭绝事件。其中包括约6.35到5.8亿年前的生物大辐射事件，以及紧随其后发生的生物演化史上第一次大灭绝事件，导致当时的优势类型——带刺的微体生物大量灭绝。在此之后，形态更为复杂的宏体生物（包括动物）迎来了快速辐射。但这些复杂宏体生物在埃迪卡拉纪末（约5.51至5.39亿年前）又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。

本研究首次用大数据方法定量化地揭示了早期地球15亿年的生命演化历程，定量勾画了复杂生命的起源、辐射、灭绝、再次辐射至现代生态系统形成的早期历史过程。以上数据表明雪球地球等极端气候事件的发生会严重阻止地球早期生物圈的演化进程，导致生物大灭绝事件出现。而随着大冰期事件的结束，地表温度回暖以及大气氧含量升高促成了新一轮复杂生物大辐射事件，进一步证实了生命从简单到复杂的演化并不是简单线性的，而是呈长期滞缓与相对快速辐射交替发展的模式。该项研究也凸显了地表温度与氧气含量等环境因素的骤变对早期地球复杂生命系统演化的巨大影响，这为科学家探索极端环境下的地外生命和评估未来地球的宜居性提供了重要参考。

多位 Science 审稿人评价：该研究终于带来了长期缺失的早期地球高精度生物多样性演化曲线；该曲线揭示的真核生物大辐射和大灭绝事件将激发一大波探索早期地球生命与环境协同演化的热潮。