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南大研究团队智译地球“石头书” 数说远古生命史
2021-01-21 14:47:00  来源:南京日报

如何再现远古生命的恢宏史诗?20日上午,“2020年中国十大科技进展新闻”结果发布,南京大学樊隽轩教授、沈树忠院士的研究成果入选。该团队在“天河二号”超级计算机支持下,让大数据和超算等新科技与古老化石产生碰撞,绘制出全球第一条高精度的古生代海洋生物多样性变化曲线,较国际同类研究的精度提高了400倍左右。

生命起源与演化是世界十大科学之谜之一。要回溯并重建远古生命的历史,必须要依靠一本本“石头书”。“当走进科罗拉多大峡谷,你会看到厚厚的地层,那就像一本硕大无比的‘石头大书’,岩石中各种各样的化石包含的地质信息,就像是书里的文字。生命演化的真谛保存在各种地层记录之中,化石记录是唯一开启地球生命历史进程的窗口。”沈树忠说。

地球上曾经生活过的生物99%以上已经灭绝,通过化石记录重建地球生物多样性变化的历史,了解生物演化历程,是认识地球的生物多样性现状与人类居住环境未来发展趋势的重要途径。樊隽轩教授和沈树忠院士的科研团队,与中科院南京地质古生物研究所等国内外单位合作,遴选出3112个地层剖面,以及11268个海洋化石物种的26万条化石数据,自建大型数据库,自主研发人工智能算法,利用“天河二号”超算取得突破,获得了全球第一条高精度的古生代3亿多年前的海洋生物多样性变化曲线,其时间分辨率约为2.6万年,较国际同类研究的精度提高了400倍。

新曲线精确刻画出地质历史中规模最大的三次生物灭绝事件以及两次重大生物辐射事件的精细过程。该成果于2020年1月以Article(论文)形式发表于Science(科学)。Science评述该研究“将推动整个演化古生物学的变革”,Nature(自然)评述“古生物学家以惊人的细节绘制出地球3亿年历史”。

研究团队发现,从新建立的古生代海洋生物多样性演变曲线可见,2.52亿年前发生了人类迄今为止识别出的最大规模的生物灭绝事件,导致约81%的海洋生物在数万年内迅速灭亡,这一事件的发生,与当时全球气候的快速升温密切相关。而代表“地球生命辉煌阶段”的重要生物辐射事件,两次分别发生在4.9—4.7亿年前和3.4—3亿年前,并均与当时全球气候的逐渐变冷同步。

沈树忠表示,希望可以在现有基础上,进一步完善全球化石样本数据,采集更多世界范围内的化石记录,将来可以把整个地球历史的化石记录都做到自主研发的大数据库里,帮助更好地认知地球生物多样性现状和规律,在更精确的时间尺度上,重建生命演化的历史,进而给地球和人类的未来走向更多启示。

中国十大科技进展新闻年度评选活动由中国科学院和中国工程院主办,至今已举办了27次,使公众进一步了解国内外科技发展的动态,对宣传、普及科学技术起到了积极作用。(通讯员 南大萱 融媒体记者 谈洁)

编辑:韩震霞
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