约3400万年前,地球经历了一次全球范围的降温事件。南极大陆形成大规模冰盖,全球气候从相对温暖转变为较为寒冷。这场气候转折深刻改变了海洋生命的演化轨迹。 为了揭示该时期海洋生态的真实面貌,南京大学樊隽轩、钱超、史宇坤等教授团队与国内外多家科研机构合作开展了系统调查。他们选择有孔虫作为研究对象——这是一类微小但极具价值的微体生物。有孔虫分布广泛、演化迅速、易于保存成化石,是追踪古气候变化的理想指示物。 研究团队利用自主研发的地层古生物大数据平台,整合了全球161条地层剖面和钻井的化石数据,最终获得了1269个有孔虫物种约4万条化石记录。 面对如此庞大的数据量,传统分析方法难以应对。研究团队创新性地将人工智能技术应用于古生物学研究,开发了基于演化算法的约束最优化方法。这一算法将每个可能的地层对比方案模拟成一段"DNA",让这些"DNA"经历变异、重组和自然选择的过程。经过无数次迭代,最终筛选出最合理的地层对比结果,成功构建出一条从4800万年前至2000万年前、特点是高时间分辨率的全球有孔虫多样性曲线。 研究发现,这一时期的海洋生态变化并非简单的"集体灭绝",而是一场长期的、不同类群命运各异的生态重组。浮游有孔虫和大底栖有孔虫因生活在相对浅水环境,更容易受海表温度和海平面变化影响,在南极冰盖大规模形成时遭遇明显的物种灭绝。相比之下,小底栖有孔虫在晚始新世早期经历了一轮显著的物种增加,之后才进入衰退期。这种差异反映了不同生物类群对深海环境变化的不同响应方式。 同样的全球降温事件,在不同生物身上产生了截然不同的后果。这深刻揭示了生物多样性变化的复杂性——气候变化的影响因生物的生态位置、生活习性和环境适应能力而异。 在当今全球气候变暖的背景下,这项研究具有重要现实意义。3400万年前的海洋故事为现代生物多样性保护提供了重要参照。研究表明,生物多样性的变化往往不是同步发生,而是显示出时间错位、空间分异。不同生物类群可能在不同时间、以不同方式对环境变化做出反应,这对于预测当代物种在气候变化中的前景具有重要指导意义。
这项研究如同一面镜子,既照见了地球往昔的气候变化,也为人类应对当前生态挑战提供了启示;在全球气候变化日益加剧的今天,理解生命系统与环境的演化规律,或许能帮助人类在这个脆弱而美丽的蓝色星球上找到更为智慧的生存之道。