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　　本報(bào)北京3月18日電(記者王美瑩)科幻電影《后天》里，人類在極端氣候突變面前措手不及。類似氣候轉(zhuǎn)折，其實(shí)真實(shí)發(fā)生過(guò)。大約3400萬(wàn)年前，地球經(jīng)歷了一次全球范圍的降溫事件，而這場(chǎng)氣候變化，也深刻改寫了海洋生命的命運(yùn)。記者近日從南京大學(xué)獲悉，該校樊雋軒、錢超、史宇坤教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)內(nèi)外多家科研機(jī)構(gòu)，通過(guò)全球海洋有孔蟲(chóng)化石記錄，首次高分辨率重建了這一時(shí)期海洋生物多樣性的變化歷程。

　　研究的主角是一類叫有孔蟲(chóng)的微體海洋生物。研究團(tuán)隊(duì)介紹，當(dāng)時(shí)的有孔蟲(chóng)可分為三類生態(tài)習(xí)性各異的類群：浮游有孔蟲(chóng)生活在海水表層；大底棲有孔蟲(chóng)主要生活在淺海溫暖的海底；小底棲有孔蟲(chóng)則分布范圍較廣，從淺海到相對(duì)較深的海底均有分布。

　　研究團(tuán)隊(duì)利用自研的地層古生物大數(shù)據(jù)平臺(tái)，系統(tǒng)整合了全球161條地層剖面和鉆井的化石數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格篩選，最終獲得1269個(gè)有孔蟲(chóng)物種、約4萬(wàn)條化石產(chǎn)出記錄。同時(shí)，古生物學(xué)家還同人工智能專家聯(lián)手，創(chuàng)新性地開(kāi)發(fā)了新一代定量地層學(xué)算法——基于演化算法的約束最優(yōu)化法。該算法把每個(gè)可能的全球地層對(duì)比方案模擬成一段“DNA”，然后讓這些“DNA”像生物一樣經(jīng)歷變異、重組和自然選擇。經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的迭代，最終篩選出最合理、最一致的地層對(duì)比結(jié)果。

　　借助這一方法，研究團(tuán)隊(duì)成功構(gòu)建出一條自4800萬(wàn)年前至2000萬(wàn)年前、具有高時(shí)間分辨率的全球有孔蟲(chóng)多樣性曲線，發(fā)現(xiàn)始新世—漸新世過(guò)渡期的海洋生態(tài)變化是一場(chǎng)長(zhǎng)時(shí)間的、不同類群命運(yùn)各異的生態(tài)重組。其中，浮游有孔蟲(chóng)和大底棲有孔蟲(chóng)由于生活在相對(duì)淺水的環(huán)境中，更容易受到海表面溫度和海平面變化的影響，并在南極冰蓋大規(guī)模形成之際遭遇了明顯的物種滅絕；而小底棲有孔蟲(chóng)則在晚始新世早期經(jīng)歷了一輪顯著輻射，物種快速增加，之后才進(jìn)入漫長(zhǎng)的衰退期。

　　【新聞背后】

當(dāng)古生物遇上人工智能

　　3400萬(wàn)年前的氣候巨變，如何在海洋生物中引發(fā)一場(chǎng)“生態(tài)洗牌”？科學(xué)家團(tuán)隊(duì)不僅回答了這個(gè)問(wèn)題，還利用人工智能解決了“如何回答”的難題。

　　這是中國(guó)科學(xué)家自主研發(fā)的算法，真正做到讓化石數(shù)據(jù)“跨時(shí)空對(duì)齊”。

　　有孔蟲(chóng)的化石遍布全球，但數(shù)據(jù)量龐大、地層對(duì)比困難——全球161條剖面、1269個(gè)物種、約4萬(wàn)條化石記錄，傳統(tǒng)方法幾乎無(wú)法在同一時(shí)間軸上將它們完整對(duì)齊。

　　怎么辦？古生物學(xué)家和人工智能專家聯(lián)手，把地層對(duì)比變成一場(chǎng)“進(jìn)化”。借助大數(shù)據(jù)與人工智能啟發(fā)的“進(jìn)化思維”，團(tuán)隊(duì)首次構(gòu)建出高時(shí)間分辨率的全球有孔蟲(chóng)多樣性曲線。

　　這項(xiàng)突破的背后，是我國(guó)一群年輕學(xué)者的堅(jiān)守。論文共同第一作者——南京大學(xué)博士生魯錚博、薛軻，以及合肥工業(yè)大學(xué)講師鄧怡穎，在算法研發(fā)、數(shù)據(jù)清洗的一個(gè)個(gè)日夜中，反復(fù)調(diào)試……

　　正是這種追求極致的科學(xué)精神，讓一段3400萬(wàn)年前的海洋故事被清晰地講述出來(lái)。中國(guó)科學(xué)家既主導(dǎo)了這場(chǎng)方法創(chuàng)新，又以開(kāi)放的姿態(tài)與國(guó)際同行共享數(shù)據(jù)、聯(lián)合驗(yàn)證——這是科學(xué)家的擔(dān)當(dāng)，也是全球成功合作的最好見(jiàn)證！

　　(本報(bào)記者 王美瑩)

　　來(lái)源：光明日?qǐng)?bào)