中國科學(xué)家參與發(fā)現(xiàn)寒武紀(jì)大爆發(fā)“密鑰”

“氧氣含量是控制著寒武紀(jì)大爆發(fā)進(jìn)程的最關(guān)鍵因素。”7日，中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究員朱茂炎介紹說。 朱曉穎 攝

中新網(wǎng)南京5月7日電 (記者 朱曉穎)7日，中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所在南京公布，中國科學(xué)家參與研究并發(fā)現(xiàn)了寒武紀(jì)大爆發(fā)的“密鑰”：氧氣成最關(guān)鍵“開關(guān)”。

發(fā)生在5.4億年前的寒武紀(jì)大爆發(fā)，是生物演化史上最重要的事件之一?，F(xiàn)生動(dòng)物的絕大多數(shù)門類在很短的時(shí)間里“突然”出現(xiàn)，奠定了顯生宙生物演化的基礎(chǔ)。究竟是什么控制著寒武紀(jì)大爆發(fā)的發(fā)生，這一直被科學(xué)界視為“寒武紀(jì)大爆發(fā)之謎”，也是當(dāng)今演化生物學(xué)和地球科學(xué)共同關(guān)注的重大基礎(chǔ)前沿科學(xué)問題。

參加發(fā)布會(huì)的新聞?dòng)浾摺?朱曉穎 攝

中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究員朱茂炎、英國倫敦大學(xué)學(xué)院教授Graham Shields領(lǐng)導(dǎo)的中英俄國際合作團(tuán)隊(duì)，對這一科學(xué)難題給出了新的答案。

“氧氣含量是控制著寒武紀(jì)大爆發(fā)進(jìn)程的最關(guān)鍵因素。”7日，朱茂炎在接受中新網(wǎng)記者采訪時(shí)說。

朱茂炎介紹說，通過對西伯利亞采集的寒武紀(jì)早期碳酸鹽巖地層樣品的碳、硫同位素進(jìn)行研究，中英俄國際合作團(tuán)隊(duì)揭示了：大氣、海洋的氧氣含量，控制著寒武紀(jì)大爆發(fā)的過程和規(guī)模。

他解釋說，生物地球化學(xué)循環(huán)模型計(jì)算表明，西伯利亞的海水碳、硫同位素在寒武紀(jì)早期距今5.24億年至5.14億年期間，發(fā)生了5次同步變化，其變化幅度反映了大氣和淺海中氧氣含量的變化幅度。在距今5.14億年之后碳、硫同位素的不同步變化則反映了海水的普遍缺氧。巧合的是，同一時(shí)間內(nèi)，發(fā)生了全球性寒武紀(jì)動(dòng)物群的大滅絕。

化石 朱曉穎 攝

“這一研究，論證了動(dòng)物的寒武紀(jì)大爆發(fā)的階段性過程，受控于大氣和海洋的氧氣含量變化”，他進(jìn)一步說，發(fā)生在距今5.14億年左右的寒武紀(jì)動(dòng)物群大滅絕事件，是海水缺氧造成的。

通過綜合研究，科研團(tuán)隊(duì)得出結(jié)論：氧氣的含量的變化，控制著寒武紀(jì)大爆發(fā)的階段性過程。

此次中英俄合作團(tuán)隊(duì)，由來自中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所、南京大學(xué)、英國倫敦大學(xué)學(xué)院、利茲大學(xué)、蘭卡斯特大學(xué)、牛津大學(xué)、俄羅斯莫斯科國立大學(xué)的科學(xué)家組成。

中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究員朱茂炎在觀看一塊化石。 朱曉穎 攝

相關(guān)成果于2019年5月6日在線發(fā)表在英國《自然》雜志子刊《自然—地球科學(xué)》(Nature Geoscience)上。