“3亿多年前，全球气候变冷但生物多样化却大幅增加”

本篇文章1480字，读完约4分钟

距今4.9-4.7亿年和3.4-3亿年前，地球上两次生物多样化迅速增加，但当时的全球变暖逐渐变冷。 经过多年的研究，南京大学、中科院南京地质古生物所教授樊隽轩、沈树忠院士团队利用“天河二号”超级计算机，运用大数据、超计算、遗传算法等新做法和手段，构建了新的寒武纪——早三叠世海洋无脊椎动物的 1月17日，这一成果在《科学》杂志上发表。

中国古生代高分辨率海洋生物多样化曲线。 金凤拍

17年的计算量可以用2~3天完成

生命进化有三个基本问题。 地球上许多复杂的生态联系是如何形成的？ 生命是如何从一种方法进化到另一种方法的？ 人类出现之前的地球生物圈有灾害和生物多样性吗？

地球上曾经居住的生物的99%以上已经灭绝了，但作为化石残留的很少，如何从不完全的化石记录中重建地球历史生物多样化的变化规律是一个重大的科学课题。

5亿年前三叶虫化石南大供图

“20世纪80年代，科级、属级的显生宙生物多样化曲线将地层剖面上残留的海洋生物化石所反映的不和代新闻精确到800-1000万年以上，建立了更准确的时间尺度，在更小的时间段内发现了地球发生了它们的生命进化，大量化石 ”南京大学地球科学工程学院副教授史宇坤表示，如果统计的物种数量上升到1万个，则需要用之前流传的计算机计算17.3年。

在地球历史中，曾经发生过重大的生态系统和环境突变，多次导致生物大灭绝。 利用古生物数据库重建地质历史全球生物多样化模式，揭示地球生命演化历史与环境变化的关系，可以为了解当前地球生物多样化危机提供重要的启示。

小组的研究人员表明，前人采用的低分辨率、不均匀的时间尺度，难以准确再现生命进化的精细过程，直接影响古生物多样化的估计，无法准确判断生物多样化的某些变化速度和模式，可能掩盖突发性的重大和短时的剧烈变动

约5亿4千万年至2亿4千万年前，为了建立寒武纪至三叠纪初期的海洋生物多样化曲线，南京大学教授樊隽轩等收集了大量地层剖面和化石记录，从中选定了3112个地层剖面、11268个海洋化石物种的26万个化石数据。

如何准确、快速地分析地球生命演化的新闻？ 史宇坤表示，研究小组将模拟退火算法和遗传算法相结合，自主开发了基于并行计算的约束优化方法-conop.saga。 他们利用“天河二号”超级计算机，经过反复计算和验证，将17多年可以完成的计算提高到2-3天完成，最终获得了新的寒武纪-早三叠世海洋无脊椎动物复合多样化曲线，生物多样化分辨率从1000多万年到2.6万年。

“迄今为止化石生物多样化统计分析的数据很粗，各个时间段约历时1000万年，但通过大数据、超计算、量化技术，我们可以仔细观察数万年内发生的生物多样化的一些变化和环境的一些变化，我们可以看到目前生物的多样化在环境上的变化， ’中国科学院院士、南京大学教授沈树忠说。

南京大学樊隽轩教授(左三)、沈树忠院士(右二)等大数据计算结果分解南大供图

4.9-4.7亿年前和3.4-3亿年前世界变冷，生物多样化反而增加

新建立的多样化变化曲线，更准确地再现了地质历史上三次生物大灭绝事件和二次重大生物辐射事件的精细过程。

2亿5200万年前，地球发生了人类迄今为止认识到的最大规模的生物灭绝事件，约80%的海洋生物在数万年内迅速灭亡，这与当时的全球变暖密切相关。

另外，此次研究发现，4.9-4.7亿年前的中晚鄂尔多斯世和3.4-3亿年前的煤炭-二叠纪，全球变暖加剧，海洋平均温度下降了5度左右，但生物多样化大幅增加。

“这对于认识人类活动引起的第六次生物大灭绝与全球变暖的关系具有重要的科学价值。 ”。 沈树忠说。