變冷促繁榮、變暖致滅絕，南京科學家用“時間顯微鏡”揭示3億年前海洋生物的生死啟示

交匯點訊 地球正在快速變暖，但你知道嗎?早在3億多年前，類似的氣候劇變就曾引發(fā)海洋生命的巨大波動。近日，南京大學沈樹忠院士團隊在《Science Advances》發(fā)表重磅成果，首次以高精度大數(shù)據(jù)揭示：在晚古生代(約3.4億至2.5億年前)，地球緩慢變冷時，海洋生物加速演化、種類劇增;而一旦氣候急劇變暖，尤其是火山噴發(fā)帶來的升溫，便引發(fā)大規(guī)模物種滅絕。

研究主角是一群叫做?類有孔蟲(fusuline)的遠古單細胞海洋生物，它們個體雖小，但數(shù)量驚人(圖1)，曾主宰海底世界，被譽為“碳酸鹽巖工廠”。團隊發(fā)現(xiàn)，9180多萬年間，這些生物經(jīng)歷了兩次“多樣化爆發(fā)”和四次“滅絕危機”(圖2)。尤其在2.6億年前峨眉山大規(guī)?；鹕絿姲l(fā)前后，體型較大的?類幾乎絕跡;而2.52億年前的二疊紀末期超級火山事件，更徹底終結(jié)了這個龐大家族的演化歷程。

值得警惕的是，人類活動引發(fā)的現(xiàn)代全球變暖，其速度已遠超古代峨眉山玄武巖和二疊紀末火山事件帶來的變暖速率。當前的海洋生態(tài)系統(tǒng)或正經(jīng)歷類似?類曾遭遇的命運考驗。

這項研究的亮點之一，是團隊借助超級計算機與人工智能算法，構(gòu)建了全球首個高時間分辨率(<4.5萬年)的?類有孔蟲多樣性曲線。分析整合了全球各地299條地質(zhì)剖面的超過2000個物種數(shù)據(jù)，應用定量地層學CONOP超算算法與旋回地層學方法，實現(xiàn)了這一關(guān)鍵生物類群前所未有的精細重建，及其變化趨勢分析。

該研究不僅揭示了氣候變遷對生物演化的核心驅(qū)動作用，還為理解當今全球變暖背景下的生物多樣性變化提供了重要科學參照。沈樹忠院士強調(diào)：“減緩氣候變化、保護生態(tài)系統(tǒng)已是刻不容緩的時代任務?！?/p>

論文題為“Global cooling drove diversification and warming caused extinction among Carboniferous-Permian fusuline foraminifera ”于6月20日發(fā)表在《Science Advances》上，由南京大學博士生張書涵與趙瑩瑩為共同第一作者，史宇坤教授和沈樹忠院士為通訊作者。該項研究獲得國家自然科學基金重大項目和深時數(shù)字地球(Deep-time Digital Earth)國際大科學計劃、江蘇省重大科技開放合作平臺建設項目支持。

新華日報·交匯點記者 楊頻萍