掃描電子顯微鏡下的有孔蟲化石圖像（由論文作者之一Bridget Wade教授拍攝）

當(dāng)全球變暖使暴雨、酷暑、嚴(yán)寒等極端事件的頻率不斷上升，人們不禁關(guān)心一個(gè)問題：當(dāng)?shù)厍虻臍夂颉伴_關(guān)”被撥動(dòng)，生命會(huì)如何應(yīng)對(duì)？就在約3400萬年前，地球曾經(jīng)歷過一次從“溫室狀態(tài)”跌入“冰室狀態(tài)”的氣候轉(zhuǎn)折，南極大陸自此形成大規(guī)模冰蓋。

近日，南京大學(xué)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國內(nèi)外多家科研機(jī)構(gòu)，利用全球海洋有孔蟲化石記錄，首次高分辨率重建了這一時(shí)期海洋生物多樣性的變化歷程。研究發(fā)現(xiàn)，面對(duì)同一場(chǎng)氣候劇變，不同海洋“住戶”的命運(yùn)截然不同。相關(guān)論文日前發(fā)表于《自然-通訊》。

此次論文的主角是一類古海洋學(xué)界的“明星化石”有孔蟲。作為微體海洋生物，它們個(gè)體微小，卻分布廣、化石記錄完整，而且生態(tài)類型多樣，從海水表層到數(shù)千米深海均有它們的家園。

“就像同樣面對(duì)海平面上升，沿海和內(nèi)陸居民的感受完全不同?！闭撐墓餐谝蛔髡摺⒛暇┐髮W(xué)博士生魯錚博解釋，面對(duì)同一場(chǎng)全球降溫，住在不同水深的有孔蟲，感知也天差地別。因此，有孔蟲就成了追蹤古氣候和海洋生態(tài)變化的絕佳“記錄員”。

像生物進(jìn)化一樣“優(yōu)勝劣汰”，找出最優(yōu)解

研究團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)整合了全球161條地層剖面和鉆井的化石數(shù)據(jù)，篩選出1269個(gè)有孔蟲物種、約4萬條化石產(chǎn)出記錄。為了從海量數(shù)據(jù)中還原出真實(shí)的演化歷程，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地開發(fā)了由人工智能輔助的新一代定量地層學(xué)算法，使計(jì)算效率提升了約20倍。

“我們把每個(gè)全球地層對(duì)比方案模擬成一段‘DNA’，讓這些‘DNA’像生物一樣，經(jīng)歷變異、重組和自然選擇，優(yōu)勝劣汰?！闭撐墓餐谝蛔髡?、南京大學(xué)博士生薛軻介紹，團(tuán)隊(duì)最終構(gòu)建出一條自4800萬年前至2000萬年前、可細(xì)化到萬年的全球有孔蟲多樣性曲線。這是科學(xué)家首次能以如此精細(xì)的尺度，看清這場(chǎng)氣候轉(zhuǎn)折期中海洋生命的“一舉一動(dòng)”。

原來，在這段全球變冷的過程中，海洋生命并沒有經(jīng)歷“一刀切”的集體滅絕，而是開啟了一場(chǎng)長(zhǎng)時(shí)間的、命運(yùn)各異的生態(tài)重組：生活在相對(duì)淺水環(huán)境中的浮游有孔蟲和大底棲有孔蟲，更容易受海表面溫度和海平面變化的影響。南極冰蓋形成之際，它們?cè)庥隽嗣黠@的物種滅絕。而棲身深海的小底棲有孔蟲，雖然在晚始新世早期經(jīng)歷了一輪顯著輻射，物種快速增加，但隨后也未能幸免于深海環(huán)境和碳循環(huán)波動(dòng)的影響，進(jìn)入漫長(zhǎng)的衰退期。

這項(xiàng)研究不僅還原了一段3400萬年前氣候快速變化下時(shí)的海洋故事，更為理解當(dāng)今生物多樣性如何響應(yīng)全球變化，提供了來自“深時(shí)地球”的重要參照。“生物滅絕很可能是因?yàn)闅夂蛟诙虝r(shí)間內(nèi)劇變。”魯錚博說，人類當(dāng)前正面臨又一次全球氣候變化的挑戰(zhàn)，幾千萬年前化石記錄中保存的遠(yuǎn)古生命興衰，也許能幫助人們更清醒地預(yù)見未來。