尽管元古代真核生物化石的多样性对理解早期地球的宏观进化模式和动力学具有重要意义，但对其全球多样性的量化却很差。2024年12月20日，南京大学唐卿、沈树忠、美国弗吉尼亚理工大学Shuhai Xiao、中国科学院南京地质古生物研究所庞科共同通讯在Science在线发表题为“Quantifying the global biodiversity of Proterozoic eukaryotes”的研究论文，该研究在综合资料整理和定量分析的基础上，建立了古元古代至早寒武世真核生物多样性的新格局。由此得出的分类丰富度曲线证实，低温期冰川是分隔“无聊的十亿”和埃迪卡拉纪的主要分界线，前者的特征是长时间的停滞，后者的特征是更大的多样性，更快速的更替，以及多次辐射和灭绝。这些截然不同的演化模式和动态为检验元古代生物圈和地圈共同演化的相互竞争的假说提供了一个框架。量化全球化石多样性可以揭示生命的进化轨迹，并揭示生物更替与环境变化之间的因果关系，如显生宙中众所周知的大灭绝和相关的环境扰动。元古代还以变革性的构造和环境变化为标志，包括超大陆的组装和拆卸，大气和海洋化学的主要变化，以及最广泛的冰窖气候。然而，对全球元古代生物（特别是真核生物）化石多样性的定量理解仍然不完整，范围有限，并且受到不一致的分类处理和不明确的年龄限制的困扰。这些缺陷使得元古代进化史在很大程度上是定性的叙述，极大地限制了人们破译早期真核生物的进化模式和动力学以及元古代生物圈和地圈之间的共同进化的能力。在过去的几十年里，人们多次尝试使用分类丰富度、形态差异和组合内多样性等指标来探索真核生物化石的元古代多样性模式。然而，由于他们没有利用地层产状数据，这些评估受到粗糙和不均匀的年龄桶的影响。缺乏对抽样偏差影响的统计检验，进一步使对定量结果的解释复杂化。此外，在过去十年中，元古代古生物学和地质年代学资料的显著扩展。需要在更全面的数据库和先进的分析技术（如约束优化（CONOP）算法）的基础上重新评估元古代生物多样性，这已被证明可以大大改善显生界和新元古代化石多样性的量化。元古代和早寒武纪真核生物的演化模式和动力学（图源自Science）该研究报道了利用CONOP程序（CONOP. para）的并行计算实现元古代和早寒武纪真核生物物种丰富度的新构建。基于对真核生物化石的全球汇编和对采样偏差和分类分配、系统发育解释和辐射测定日期的各种不确定性的深入分析，生成了元古代真核生物化石的高分辨率多样性曲线，为了解早期真核生物的进化模式和动态提供了一个有价值的窗口。这些结果为检验关于元古代生物圈和地圈共同进化的各种假设提供了机会。该研究填补了关于早期地球生物多样性宏演化的空白，为阐明早期地球生命起源和演化规律、探索地外生命是否存在以及宜居地球的可持续发展提供重要的理论基础和借鉴。参考消息：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adm9137
