生命与地球协同演化过程探索:以复杂生命早期演化为例

报告简介:

地球作为已知唯一具有生命活动的星球,自生命出现以来,地球的演化与生命的演化就一直紧密相连,构成了一个协同演化的地球-生命系统(Earth-life system)。以生命系统演化为特征,40 余亿年的地球-生命系统演化史可以划分为差异明显的不同演化阶段,即(1)以原核单细胞生物为特征的早期缺氧地球,(2)以微体真核生物和简单多细胞真核生物为特征的低氧地球,和(3)以宏体复杂多细胞动物为特征的现代富氧地球。以动物出现为标志的现代地球-生命系统崛起于距今 6 亿年前后的新元古代-古生代之交,其复杂的演变过程已经被越来越多的研究所揭示。然而,当今学界对距今 6 亿年前的地球-生命系统演化过程的了解非常有限。其中,距今 18 亿~8 亿年之间的元古宙中期(“沉寂的十亿年”)的地球-生命系统演化问题,成为当前地球科学界和演化生物界共同关注的热点。例如:以多细胞真核生物为特征的复杂生命起源于什么时间?是什么原因阻滞了复杂生命在元古宙中期的兴起?元古宙中期地球的缓慢演化是真实的吗?等等。

针对这一基础前沿科学问题,本报告首先简要介绍当前学界有关真核生物起源和早期演化的模型,以及元古宙真核生物已有的化石记录,重点介绍近年来我们在华北燕山地区 16 亿前后古-中元古代地层中发现的、全球最早的微体和宏体多细胞真核生物化石,结合生物标志化合物和分子系统学等方面的最新研究进展,认为冠群真核生物的起源早于 16 亿年前,较广泛接受的模型提前了约 6 亿年之久。同时指出,真核生物在起源之后不久就发生了“多细胞化”演化事件,这将改变之前将其作为生命演化史上一个难以跨越的鸿沟的固有认识。在此基础上,分析探讨多细胞真核生物早期演化过程和推迟兴起的原因,以及在元古宙中期地球-生命系统演变这一研究领域中需要重点关注的科学问题。

报告人简介:

朱茂炎
中国科学院南京地质古生物研究所研究员,国际地层委员会成冰系分会主席,Global and Planetary Change 和《地层学杂志》主编,《中国科学:地球科学》副主编。主要从事早期复杂生命和地球-生命系统演化等方面的研究,曾任“973”计划首席科学家,主持国家科技专项项目,联合发起并主持国际地质对比计划和国际大陆钻探计划项目等。发表论文 290 余篇,其中 Nature、Science、PNAS 及其子刊论文 19 篇。获中国科学院自然科学奖特等奖、求是杰出科技成就集体奖,以及德国哥廷根科学院外籍院士、伦敦地质学会荣誉会士等荣誉。