本次探究得到的古生物代海洋生物多样性曲线
（神秘的地球uux.cn报导）据技术日报（金凤）：在地球历史中，曾经发生过重大的生态操控系统和生态的突变，导致了多次生物大灭绝事情。运用古生物资料库重建地质历史全球生物多样性模式，揭示地球生命的演化历史，以及与生态转变之间的久别重逢评论关系，可以为知晓当前的地球生物多样性危机提供重大启示。
最近，南京大学、中国科学院南京地质古生物所的樊隽轩教授、沈树忠院士团队，借助“天河二号”超级计算机，使用大资料、超算、遗传算力等全新的方法和手段，获得了全新的寒武纪—早三叠世海洋无脊椎动物的复合多样性曲线，将其统计时间分辨率从1000万年精细到约2.6万年，更为精确地重现了地质历史中三次生物大灭绝事情和两次重大生物辐射事情的精细过程。近期，该成果在《科学》杂志在线发表。
此前时间分辨率只能精确到800万—1000万年
生命演化中有三个基础难题，即地球上繁琐024PlayStation知情人透露内情生态操控系统是如何形成的？生命如何从一种形式演化到另一种形式？人类呈现之前的地球生物圈是否存在灾变和生物多样性事情？
如今，地球上曾经日常过的生物中99%以上已然灭绝，但只有很少一若干能保存为化石。如何经由不完整的化石记录重建地球历史生物多样性的转变规律，是一个重大科学难题。
“上世纪八九十年代，科级、属级的显生宙生物多样性曲线，已然可以将地层剖面中保存的海洋生物化石所反映的不另外代信息，精确到800—1000万年。”南京大学地球科学与工程学院副教授史宇坤说明。
但是前人使用的低分辨率且不均一的时间标尺，难以精确重现生命演化的精细过程，会直接作用对古生物多样性的估算，导致无法精确评估生物多样性的转变速率和模式，并或许掩盖突发性的重大事情以及短时间的剧烈波动。
“假如想兴办更为精确的时间标尺，目睹更小时间段内地球发生了哪些生命演化，就需要达成众多的化石生物多样性的计算。”史宇坤说，当统计的物种数量上升到1万个时，用传统的檀健次活动计算机需要计算17.3年。
超算让生物多样性分辨率精细到2.6万年
以便兴办约5.4亿年—2.4亿年前即寒武纪至三叠纪早期海洋生物多样性曲线，南京大学教授樊隽轩等收集了众多的地层剖面和化石记录，他们从2013年起，将1.1万个中国化石剖面、2.7万个化石名称、30.5万个化石记录录入资料库操控系统，并最后从中遴选了3112个地层剖面、11268个海洋化石物种的26万个化石资料开展确认。
如何运用这些海量资料精确、迅速地确认地球生命演化信息？史宇坤说明，探究团队结合模拟退火算力和遗传算力，自主开发了基于并行计算的约束最完善方法。
“我们运用 ‘天河二号’超级计算机，反复计算和测试。2017年的高表现超算版次，将原来需要17年才能达成的一次计算，压缩到2—3天，计算速率提升了6000倍。”史宇坤说，这是首次在“天河二号”上管理地层学程序，也024开箱体验对比古生物探究领域率先引入大资料和超算算力的顺利使用，并获得巨大革新。
最后，科研团队获得了全新的寒武纪—早三叠世海洋无脊椎动物的复合多样性曲线，将生物多样性的分辨率从1000多万年精细到2.6万年，精度提升了400倍左右。
“以往有关化石生物多样性的统计确认的资料很粗，每个时间段大约跨越1000万年，但我们经由大资料、超算、定量化技术，可以精细地目睹几万年内发生的生物多样性的转变以及生态的转变，这针对当今生物多样性如何受生态和气候的作用，提供了重大的启示。”中国科学院院士、南京大学教授沈树忠说。
精确重现三次生物灭绝、两次生物辐射过程
新兴办的多样性转变曲线，更精确地重现了地质历史中最大的三次生物灭绝事情和两次重大生物辐射事情的精细过程。
例如，2.52亿年前，地球发生了人类迄今为止确认出的最大规模的生物灭绝事情，导致约80%的海洋生物在数万年内迅速灭亡。这一事情的发生，与当时全球气候的高效升温密切有关。
另外，在此次探究中，探究人员察觉，4.9亿—4.7亿年前的中晚奥陶世和3.4亿—3亿年前的石炭—二叠纪，全球气候变冷，海洋平均温度下降5摄氏度左右，但生物多样性却大幅增多。“这针对我们认识人类促销导致的第六次生物大灭绝以及与全球气候转变之间的关系具有重大科学价值。”沈树忠说。
地质历史中生物多样性的重大转变，通常也伴随着生态的剧烈波动。论文选取了6种与气候转变密切有关的生态指标，含有碳、氧、锶同位素、沉积物质总量、大气二氧化碳含量等。
“我们期盼能寻找到在最核心的生物多样性转变节点上，对应的生态转变是多少。”史宇坤说，尽管当下这些生态指标还缺少更精细的时间尺度，但初步的确认表明，大气二氧化碳含量与生物多样性密切有关。“例如，生物多样性的转变与二氧化碳的浓度在早古生代的对应关系是0.7，但在晚古生代是0.52，二氧化碳浓度转变与生物多样性转变，或许由一样的因素导致，但到底是什么，还需要进一步探究。”
有关报导：中国科学家牵头揭秘古生代海洋生物多样性演化
（神秘的地球uux.cn报导）据中国科学院南京地质古生物探究所：在中国科学院战略性先导技术专项（B类）“核心地史时期生物与生态演变过程及其机制”等的扶持下，由南京大学、中国科学院南京地质古生物探究所等共同达成的有关寒武纪至三叠纪早期海洋无脊椎动物生物多样性演化的论文于1月17日在美国《科学》（Science）杂志在线刊发。该探究运用古生物大资料、超级计算、模拟退火算力和遗传算力等全新的方法和手段，基于化石记录重现了生命演化历史，改变了当前对古生代海洋生物多样性演化的认知。
生命起源与演化是全球十大科学之谜，也是《科学》杂志列出的125个重大科学难题之一。知晓地球上生命的演化历程，是人类知晓自身由来、以及前方演化的重大手段。地球上曾经日常过的生物中99%以上已然灭绝，但只有很少一若干能保存为化石，如何经由不完整的化石记录重建地球历史生物多样性的转变规律是一个重大科学难题。另外，在地球历史中，曾经发生过重大的生态操控系统和生态的突变，导致了多次生物大灭绝事情。运用古生物资料库重建地质历史全球生物多样性模式，揭示地球生命的演化历史，以及与生态转变之间的关系，可以为知晓当前的地球生物多样性危机提供重大启示。
以便兴办古生代（约5.4亿年-2.4亿年，相当于寒武纪至三叠纪早期）海洋生物多样性曲线，项目团队自2000年着手收集了众多已发表的地层剖面和化石记录，并于2006年统一纳入由南京古生物所自主建设的古生物学和地层学资料库（GBDB资料库），本次探究从中遴选了3112个地层剖面、11268个海洋化石物种的26万化石资料身为探究的对象。
海外同类探究通常基于编目式资料库的方式开展多样性统计确认，分辨率低，难以精确重现生命演化的精细过程。以便根本地解决这一难题，团队结合了模拟退火算力和遗传算力，自主开发了基于并行计算的约束最完善方法 - CONOP.SAGA。运用“天河二号”超级计算机，经过反复计算和测试，获得了全新的寒武纪-三叠纪海洋无脊椎动物的复合多样性曲线，其统计时间分辨率约为2.6万年，较海外同类探究的精度提升了400倍左右。
该项探究表明，前人使用的低分辨率且不均一的时间标尺，会直接作用对古生物多样性的估算，导致无法精确评估生物多样性的转变速率和模式，并或许掩盖突发性的重大事情以及短时间的剧烈波动。
新兴办的多样性转变曲线更为精确地重现了地质历史中最大的三次生物灭绝事情和两次重大生物辐射事情的精细过程。其中，2.52亿年前发生了人类迄今为止确认出的最大规模的生物灭绝事情，导致约80%的海洋生物在数万年内迅速灭亡，这一事情的发生，与当时全球气候的高效升温密切有关。两次重大的生物辐射事情，分别发生在4.9-4.7亿年前和3.4-3亿年前，并均与当时全球气候的逐步变冷同步。深刻理解这些重大生物事情的驱动机制，针对我们认识当今地球生物多样性以及人类面临的第六次大灭绝及其与全球气候转变之间的关系具有重大启示价值。
地质历史中生物多样性的重大转变，通常也伴随着生态的剧烈波动。论文选取了六种与气候转变密切有关的生态指标，含有碳、氧、锶同位素、沉积物质总量、大气二氧化碳含量等。尽管这些生态指标还缺少高分辨率的时间约束，但初步的确认表明，大气二氧化碳含量是一个表现出与生物多样性存在相似的持久模式的生态因素。前方需要兴办高时间分辨率的生态因素曲线，可以与生物多样性曲线开展更为精确、可靠的对比确认，从而确认各类生态指标与多样性转变之间是否存在因果关系。
此项探究使用了全新的技术手段，若干解决了深时（Deep-time，通常指人类呈现之前的历史）高分辨率时间标尺兴办的难题，从而可以在接近现代长尺度生态探究的水平上测试或评估生物或古生物学的假说。
此项探究是地球科学与资料科学相结合的一项革新。在GBDB资料库建设经验等的基础上，2019年由中国科学家倡议、13个海外组织与机构共同发起的海外大科学打算 - “深时数字地球”（DDE），致力于搭建全球地球科学家与资料科学家兴办交流的海外渠道，合作地球科学在大资料时代的革新进展。在DDE打算的框架下，基于全球地质大资料与更为高效的超算方法，重建完整的生命演化历史将得以做到。
此项探究得到中国科学院、全国自然科学基金委和全国重点开发打算等项目的扶持。
论文有关信息：Jun-xuan Fan, Shu-zhong Shen*, Douglas H. Erwin, Peter M. Sadler, Norman MacLeod, Qiu-ming Cheng, Xu-dong Hou, Jiao Yang, Xiang-dong Wang, Yue Wang, Hua Zhang, Xu Chen, Guo-xiang Li, Yi-chun Zhang, Yu-kun Shi, Dong-xun Yuan, Qing Chen, Lin-na Zhang, Chao Li, Ying-ying Zhao, 2020, A high-resolution summary of Cambrian to Early Triassic marine invertebrate biodiversity, Science, 367-6475, pp. 272-277. DOI: 10.1126/science.aax4953