科技日報南京5月6日電 （記者張曄）發(fā)生在5.4億年前的寒武紀生命大爆發(fā)，堪稱(chēng)地球生物演化史上的里程碑，現生動(dòng)物的絕大多數門(mén)類(lèi)在很短的時(shí)間里“突然”出現。是什么原因導致了這次大爆發(fā)？來(lái)自中英俄團隊的最新研究表明，氧氣含量是控制著(zhù)寒武紀大爆發(fā)進(jìn)程的最關(guān)鍵因素。該成果于5月6日在線(xiàn)發(fā)表在《自然·地球科學(xué)》上。

　　早在2006年，朱茂炎團隊就提出了階段性輻射和滅絕的寒武紀大爆發(fā)過(guò)程模型，并發(fā)現動(dòng)物早期演化的階段性輻射和滅絕過(guò)程，與海水碳同位素的異常變化存在耦合關(guān)系。但是，這種相關(guān)性之間的具體原因和機制一直不明。

　　該團隊于2008年在西伯利亞采集了一套珍貴的寒武紀早期碳酸鹽巖地層樣品。隨后，中英俄合作團隊開(kāi)展了系統的碳、硫同位素實(shí)驗分析和數學(xué)模型計算。計算表明，該地區海水碳、硫同位素在寒武紀早期距今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。而距今5.14億年之后碳、硫同位素的不同步變化則反映了海水普遍缺氧。

　　綜合生物地層資料研究表明，在寒武紀早期距今5.24億年至5.14億年之間的1000萬(wàn)年時(shí)間內，也就是寒武紀大爆發(fā)的高峰時(shí)期，海水碳和硫同位素值發(fā)生的同步波動(dòng)的次數和幅度，與動(dòng)物化石多樣性變化的次數和幅度在時(shí)間上高度吻合。而在距今5.14億年之后的大約200萬(wàn)年間，碳和硫同位素之間的變化則是不同步的，碳同位素保持明顯的負異常，硫同位素頻繁波動(dòng)。巧合的是這一時(shí)間內發(fā)生了全球性寒武紀動(dòng)物群的大滅絕。

　　這一研究首次采用定量模型論證了動(dòng)物的寒武紀大爆發(fā)的幕式過(guò)程受控于大氣和海洋的氧氣含量變化，而發(fā)生在距今5.14億年左右的寒武紀動(dòng)物群大滅絕事件是海水缺氧造成的。