化石化的骨骼和贝壳揭示了过去5亿年间演化和灭绝的故事，但一项新的研究将这一时间线延长到近20亿年前。这个更新的时间线展示了物种数量的波动，提供了关于古代生命形式的出现、多样化和灭绝的见解。最新的研究现在包括了原生代的生物，该时期从25亿年前到5.39亿年前。在原生代期间，生命通常较小且较软——如缺乏坚硬矿物骨骼的海绵——导致化石遗存较少。
虽然古代物种的进化速度可能较慢且持续时间较长，但来自弗吉尼亚理工大学的最新发现表明，全球冰河时代后进化加速。这项研究发表在《科学》杂志上，绘制了恐龙之前生命的进化模式。
从比喻的角度来看，如果世界是一个舞台，那么各种物种的出现和消失在地质记录中被清晰地记录下来。
化石清晰地描述了过去5亿年间演化和灭绝的过程，但来自弗吉尼亚理工大学的一项新分析现在将生命的时间线延长到近20亿年前。
这张新图表突出了物种种群的波动，向科学家提供了关于古代生命的起源、多样化和灭绝的见解。
这项研究现在纳入了原生代生命形式，这是一个从25亿年前到5.39亿年前的时代。在这一时期，生物通常较小且不太坚硬——如没有形成矿化骨骼的海绵——导致化石遗存较少。
弗吉尼亚理工大学的生物地质学家肖其海（Shuhai Xiao）及其团队进行了对原生代生命多样性的细致分析，利用了一个全面的全球化石数据集，该研究于12月20日发表在《科学》杂志上。
研究专注于古代海洋真核生物——细胞内有细胞核的生物。早期的真核生物最终产生了多细胞生物，开启了地球上生命的新纪元，包括动物、植物和真菌。
“这代表了对这一时期的最彻底和最新的分析，”肖表示，他最近加入了国家科学院。“值得注意的是，我们使用了图形相关程序，使我们能够实现更好的时间细节。”
观察到的物种模式提供了生命与星球之间相互交织的进化的基本见解。
分析的关键见解包括：
- 第一批真核生物出现在不晚于18亿年前，并在1450到720百万年前逐渐实现稳定的多样性水平，这段时间通常被称为“无聊的十亿年”，特点是物种更替率非常低。
- 在“无聊的十亿年”期间，真核物种的进化速度可能比之后的物种更慢，并持续了更长的时间。
- 然后出现了一个转折点：雪球地球，这是一系列剧烈的温度下降，导致地球在720万年前到635万年前至少被冰封了两次。随着冰的融化，进化活动激增，结束了这个无聊的阶段。
“冰河时代对多样性和动态的进化轨迹产生了显著影响，”肖表示。“我们观察到在冰盖消退后，真核物种发生了快速变化，这是一个重要的发现。”
这些观察到的模式引发了一些有趣的问题，包括：
- 是什么导致了“无聊的十亿年”期间真核生物进化速度缓慢？
- 是什么因素导致在雪球冰河时代之后进化速度加快？
- 是环境因素，如气候变化或增加的大气氧气水平吗？
- 不同生物之间的进化军备竞赛是否促进了更快的适应？
未来的研究人员可以在这些模式的基础上回答这些问题，并加深对地球生命与星球自身之间复杂相互作用的理解。
本研究的贡献者包括：
- 主笔作者唐青，现为南昌大学的研究生，及曾在肖实验室工作过的前学生德鲁·穆森特（Drew Muscente，现于普林斯顿顾问公司）和纳塔莉亚·比科娃（Natalia Bykova，现于密苏里大学）。
- 来自香港大学、加州大学圣巴巴拉分校、普林斯顿顾问公司、密苏里大学、俄罗斯科学院、加州大学河滨分校、中国科学院和西北大学（中国）的合作研究人员。
