生命起源與演化，也是國際頂級學術期刊《科學》（Science）曾列出的125個重大科學問題之一。

2024年12月20日，中國科學家最新發(fā)表的一項相關研究成果填補了早期地球生物多樣性宏演化的空白，南京大學地球科學與工程學院唐卿研究員，深時數(shù)字地球國際大科學計劃管理委員會委員、南京大學地球科學與工程學院沈樹忠院士等聯(lián)合中外多家科研單位在頂級學術期刊《科學》上以長文形式發(fā)表重要研究成果，填補了關于早期地球生物多樣性宏演化的空白，為闡明早期地球生命起源和演化規(guī)律、探索地外生命是否存在以及宜居地球的可持續(xù)發(fā)展提供重要的理論基礎和借鑒。據(jù)悉，此項研究得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金委等項目的支持，是昆山承載的深時數(shù)字地球國際大科學計劃支持的重要成果。

該研究通過建立早期地球化石大數(shù)據(jù)，利用超算和人工智能等分析方法首次繪制了地球從20億年到5億年前，約15億年的高精度生物多樣性演化歷史，揭示了地球上的早期生命是通過漫長的演化歷程，經(jīng)歷多次大輻射和大滅絕事件后，最終演化出約5億年前的復雜生態(tài)系統(tǒng)。

據(jù)悉，研究團隊耗時六年時間創(chuàng)建了目前全球數(shù)據(jù)最全、信息量最大的早期地球古生物地層數(shù)據(jù)庫。團隊創(chuàng)新性地結合了超算和人工智能等大數(shù)據(jù)分析手段，建立起迄今第一條早期地球高精度生物多樣性曲線。

研究結果表明，隨著第一個可信的真核生物化石在約17億年前出現(xiàn)后，其多樣性一直保持較低但穩(wěn)定增長的模式。直到約7.2億年前全球性大冰期的出現(xiàn)打斷了生命演化的原有進程。隨著大冰期事件的結束，地球物種多樣性開始迅速增加并且頻繁發(fā)生波動，造成多次生物大輻射和大滅絕事件。其中包括約6.35億年到5.8億年前的生物大輻射事件，以及緊隨其后發(fā)生的生物演化史上第一次大滅絕事件，導致當時的優(yōu)勢類型—帶刺的微體生物大量滅絕。在此之后，形態(tài)更為復雜的宏體生物（包括動物）迎來了快速輻射。但這些復雜宏體生物在埃迪卡拉紀末期（約5.51億年至5.39億年前）又遭遇了兩次明顯的多樣性下降，代表了動物演化史上最早的兩次大滅絕事件。

本研究首次用大數(shù)據(jù)方法定量化地揭示了早期地球15億年的生命演化歷程，定量勾畫了復雜生命的起源、輻射、滅絕、再次輻射至現(xiàn)代生態(tài)系統(tǒng)形成的早期歷史過程。

多位《科學》審稿人評價：該研究終于帶來了長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。

在新聞發(fā)布會上，唐卿研究員表示，未來如果有新的相關化石文獻發(fā)表，將錄入到前述數(shù)據(jù)庫中，以更新其數(shù)據(jù)信息。