南京大学绘制出远古海洋生物多样性新曲线

仙仙

记者17日从南京大学了解到，该校与中科院联合团队在“天河二号”超级计算机支持下，将化石记录重现为生物演化历史，绘制出古生代海洋生物多样性曲线，其时间分辨率较国际同类研究的精度提高近400倍。
南京大学地球科学与工程学院樊隽轩教授介绍，了解生物演化历程对认识人类自身由来、未来如何演化有重要意义，但地球上曾经存在过的物种多数已经灭绝，只有小部分保存为化石，如何通过不完整的化石链，重现生物多样性的变化，是一个重大科学难题。
樊隽轩与中科院院士沈树忠领导的团队收集并遴选出3112个地层剖面，以及11268个海洋化石物种的26万条化石数据。在“天河二号”超级计算机支持下，团队自主开发了新算法，重建约5.4至2.4亿年前的古生代海洋生物多样性曲线，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倍左右。
研究表明，前人使用的低分辨率时间标尺，无法准确评估生物多样性的变化速率和模式，突发重大事件以及短时间的剧烈波动有可能被掩盖。
新曲线更加准确地重现了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。其中，2.52亿年前发生了已知最大规模的生物灭绝事件，导致约80%的海洋生物在数万年内迅速灭亡，该事件的发生与当时全球快速升温密切相关；两次生物辐射事件则分别发生在4.9至4.7亿年前和3.4至3亿年前，均与当时全球气候变冷同步。
研究选取了6种与气候变化密切相关的环境指标，包括大气二氧化碳含量、锶同位素、沉积物质总量等。“初步分析表明，大气二氧化碳含量是一个与生物多样性存在长期相关的环境因素。”樊隽轩表示，未来团队需要建立时间分辨率更高的环境因素曲线，进而识别各种环境指标与生物多样性之间是否存在因果关系。
“深入理解这些重大生物事件与环境因素的关系，对我们认识当今地球生物多样性面临的挑战具有重要启示意义。”沈树忠说。相关成果17日在国际权威期刊《科学》在线发表。