国产成人亚洲欧美91_在线看片免费人成视频丨_久久免費视频精品_在线观看网站深夜免费A√

　　在地球歷史中，曾經(jīng)發(fā)生過重大的生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境的突變，導(dǎo)致了多次生物大滅絕事件。利用古生物數(shù)據(jù)庫重建地質(zhì)歷史全球生物多樣性模式，揭示地球生命的演化歷史，以及與環(huán)境變化之間的關(guān)系，可以為了解當(dāng)前的地球生物多樣性危機(jī)提供重要啟示。
　　最近，南京大學(xué)、中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物所的樊雋軒教授、沈樹忠院士團(tuán)隊，借助“天河二號”超級計算機(jī)，運(yùn)用大數(shù)據(jù)、超算、遺傳算法等全新的方法和手段，獲得了全新的寒武紀(jì)—早三疊世海洋無脊椎動物的復(fù)合多樣性曲線，將其統(tǒng)計時間分辨率從1000萬年精細(xì)到約2.6萬年，更加準(zhǔn)確地重現(xiàn)了地質(zhì)歷史中三次生物大滅絕事件和兩次重大生物輻射事件的精細(xì)過程。近日，該成果在《科學(xué)》雜志在線發(fā)表。
　　此前時間分辨率只能精確到800萬—1000萬年
　　生命演化中有3個基本問題，即地球上復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)是如何形成的？生命如何從一種形式演化到另一種形式？人類出現(xiàn)之前的地球生物圈是否存在災(zāi)變和生物多樣性事件？
　　如今，地球上曾經(jīng)生活過的生物中99%以上已經(jīng)滅絕，但只有很少一部分能保存為化石。如何通過不完整的化石記錄重建地球歷史生物多樣性的變化規(guī)律，是一個重大科學(xué)難題。
　　“上世紀(jì)八九十年代，科級、屬級的顯生宙生物多樣性曲線，已經(jīng)可以將地層剖面中保存的海洋生物化石所反映的不同時代信息，精確到800萬—1000萬年?！蹦暇┐髮W(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院副教授史宇坤介紹。
　　但是前人使用的低分辨率且不均一的時間標(biāo)尺，難以準(zhǔn)確重現(xiàn)生命演化的精細(xì)過程，會直接影響對古生物多樣性的估算，導(dǎo)致無法準(zhǔn)確評估生物多樣性的變化速率和模式，并可能掩蓋突發(fā)性的重大事件以及短時間的劇烈波動。
　　“如果想建立更加精確的時間標(biāo)尺，看到更小時間段內(nèi)地球發(fā)生了哪些生命演化，就需要完成大量的化石生物多樣性的計算。”史宇坤說，當(dāng)統(tǒng)計的物種數(shù)量上升到1萬個時，用傳統(tǒng)的計算機(jī)需要計算17.3年。
　　超算等技術(shù)讓分辨率精度提高400倍左右
　　為了建立約5.4億年—2.4億年前即寒武紀(jì)至三疊紀(jì)早期海洋生物多樣性曲線，南京大學(xué)教授樊雋軒等收集了大量的地層剖面和化石記錄，他們從2013年起，將1.1萬個中國化石剖面、2.7萬個化石名稱、30.5萬個化石記錄錄入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，并最終從中遴選了3112個地層剖面、11268個海洋化石物種的26萬個化石數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
　　如何利用這些海量數(shù)據(jù)精確、迅速地分析地球生命演化信息？史宇坤介紹，研究團(tuán)隊結(jié)合模擬退火算法和遺傳算法，自主開發(fā)了基于并行計算的約束最優(yōu)化方法。
　　“我們利用‘天河二號’超級計算機(jī)，反復(fù)計算和驗證。2017年的高性能超算版本，將原來需要17年才能完成的一次計算，壓縮到2—3天，計算速率提高了6000倍?！笔酚罾ふf，這是首次在“天河二號”上運(yùn)行地層學(xué)程序，也是古生物研究領(lǐng)域率先引入大數(shù)據(jù)和超算算法的成功嘗試，并獲得巨大突破。
　　最終，科研團(tuán)隊獲得了全新的寒武紀(jì)—早三疊世海洋無脊椎動物的復(fù)合多樣性曲線，將生物多樣性的時間分辨率從1000多萬年精細(xì)到2.6萬年，精度提高了400倍左右。
　　“以往有關(guān)化石生物多樣性的統(tǒng)計分析的數(shù)據(jù)很粗，每個時間段大約跨越1000萬年，但我們通過大數(shù)據(jù)、超算、定量化技術(shù)，可以精細(xì)地看到幾萬年內(nèi)發(fā)生的生物多樣性的變化以及環(huán)境的變化，這給當(dāng)今生物多樣性如何受環(huán)境和氣候的影響，提供了重要的啟示?！敝袊茖W(xué)院院士、南京大學(xué)教授沈樹忠說。
　　準(zhǔn)確重現(xiàn)三次生物滅絕、兩次生物輻射過程
　　新建立的多樣性變化曲線，更準(zhǔn)確地重現(xiàn)了地質(zhì)歷史中最大的三次生物滅絕事件和兩次重大生物輻射事件的精細(xì)過程。
　　例如，2.52億年前，地球發(fā)生了人類迄今為止識別出的最大規(guī)模的生物滅絕事件，導(dǎo)致約80%的海洋生物在數(shù)萬年內(nèi)迅速滅亡。這一事件的發(fā)生，與當(dāng)時全球氣候的快速升溫密切相關(guān)。
　　此外，在此次研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，4.9億—4.7億年前的中晚奧陶世和3.4億—3億年前的石炭—二疊紀(jì)，全球氣候變冷，海洋平均溫度下降5攝氏度左右，但生物多樣性卻大幅增加。“這對于我們認(rèn)識人類活動導(dǎo)致的第六次生物大滅絕以及與全球氣候變化之間的關(guān)系具有重要科學(xué)價值。”沈樹忠說。
　　地質(zhì)歷史中生物多樣性的重大變化，通常也伴隨著環(huán)境的劇烈波動。論文選取了6種與氣候變化密切相關(guān)的環(huán)境指標(biāo)，包括碳、氧、鍶同位素、沉積物質(zhì)總量、大氣二氧化碳含量等。
　　“我們希望能尋找到在最關(guān)鍵的生物多樣性變化節(jié)點上，對應(yīng)的環(huán)境變化是多少?！笔酚罾ふf，雖然目前這些環(huán)境指標(biāo)還缺少更精細(xì)的時間尺度，但初步的分析表明，大氣二氧化碳含量與生物多樣性密切相關(guān)?！袄?，生物多樣性的變化與二氧化碳的濃度在早古生代的對應(yīng)關(guān)系是0.7，但在晚古生代是0.52，二氧化碳濃度變化與生物多樣性變化，可能由相同的因素導(dǎo)致，但到底是什么，還需要進(jìn)一步研究。”
　?。ㄔd于《科技日報》 2020-01-23 03版）