电影《后天》里，全球气候突变引发了一连串震撼人心的灾难场景：冰雪一夜南下，洋流骤然停摆，人类在极端天气面前措手不及。虽然电影情节难免艺术夸张，但它问出了一个真实而深刻的问题：当地球的“气候开关”被拨动，生命如何应对？

类似这样的气候转折，在地球历史上其实真实发生过。当今世界处于冰室气候状态，气候总体偏冷，南北两极常年冰封。在恐龙时代直至 3400 万年前，地球处于温室气候状态，整体气候更为温暖。大约3400万年前，地球经历了一次全球范围的降温事件，南极大陆形成大规模冰盖，全球从相对温暖的“温室状态”转为较冷的“冰室状态”。这场持续了数上千万年的气候变化，深刻改写了海洋生命的命运。

近日，南京大学樊隽轩、钱超、史宇坤教授团队联合国内外多家科研机构，通过全球海洋有孔虫化石记录，首次高分辨率重建了这一时期海洋生物多样性的变化历程。他们发现，海洋生命对这场气候剧变的响应，远比我们想象的更复杂。

“明星化石”有孔虫，藏着古海洋的秘密

研究的主角是一类叫做有孔虫的微体海洋生物。它们个体微小，却是古海洋学界的“明星化石”——分布广、演化快、壳体易保存为化石，是科学家追踪古气候和海洋生态变化的绝佳“记录员”。当时的有孔虫可分为三类生态习性各异的类群：浮游有孔虫生活在海水表层，大底栖有孔虫主要生活在浅海温暖的海底，小底栖有孔虫则分布范围较广，从浅海到相对较深的海底均有分布。

研究团队利用自研的OneStratigraphy地层古生物大数据平台，系统整合了全球161条地层剖面和钻井的化石数据，经过严格筛选，最终获得1269个有孔虫物种、约4万条化石产出记录。

扫描电子显微镜下的有孔虫化石图像（由论文作者之一Bridget Wade教授拍摄）

当古生物遇上人工智能：给化石做一次“全局优化”

为了从海量数据中还原出真实的演化历程，古生物学家和人工智能专家联手，创新性地开发了受人工智能启发的新一代定量地层学算法——基于演化算法的约束最优化法（Constrained Optimisation-Evolutionary Algorithm，CONOP.EA）。该算法的思路很有意思：它把每个可能的全球地层对比方案模拟成一段“DNA”，然后让这些“DNA”像生物一样，经历变异、重组和自然选择。每一代“DNA”中，更优的方案被保留，较差的被淘汰。经过无数次的迭代，最终筛选出最合理、最一致的地层对比结果。

CONOP.EA算法：像生物进化一样“优胜劣汰”，找出最优解。

借助这一方法，研究团队成功构建出一条自4800万年前至2000万年前、具有高时间分辨率的全球有孔虫多样性曲线。这也是科学家第一次能以如此精细的尺度，看清这场气候转折期海洋生命的“一举一动”。

不是“集体灭绝”，而是“各奔前程”

高分辨率数据带来了全新的科学认识。研究团队发现，始新世—渐新世过渡期的海洋生态变化，是一场长时间的、不同类群命运各异的生态重组。其中，浮游有孔虫和大底栖有孔虫由于生活在相对浅水的环境中，更容易受到海表面温度和海平面变化的影响，并在南极冰盖大规模形成之际遭遇了明显的物种灭绝；而小底栖有孔虫则在晚始新世早期经历了一轮显著辐射，物种快速增加，之后才进入漫长的衰退期，它们的变化更多地反映了深海环境和碳循环的波动。换句话说，同样一场全球降温，不同“住户”的命运却截然不同。

深时的镜子：为今天提供参照

这项研究的意义，不只在于还原了3400万年前气候快速变化下时的海洋故事。更重要的是，它为今天理解生物多样性如何响应全球变化，提供了来自“深时地球”的重要参照。

研究表明，当地球系统被重新塑造时，生物多样性的变化往往不是同步发生的，而可能表现出明显的阶段性、差异性和滞后性——而这与不同生物类群各自的生活环境密切相关。几千万年前的海洋变化，并不是一段遥远而陌生的历史。它像一面来自深时地球的镜子，提醒我们：当地球系统被重新塑造时，生命的命运不会简单重演，而会以复杂而分化的方式展开。今天，我们正面临又一次全球变化的挑战，虽然这次不是变冷而是变暖，但化石记录中保存的这些远古生命兴衰，也许能帮助我们更清醒地预见未来。

这项研究成果的背后，离不开三位年轻学者的坚持与付出。论文共同第一作者——南京大学博士生鲁铮博、薛轲，以及合肥工业大学邓怡颖——在数据整理、算法研发和结果分析等环节做出了核心贡献。他们在导师团队的指导下，从海量化石数据中抽丝剥茧，围绕人工智能算法反复磨合，最终让这段尘封3400万年的海洋故事得以清晰呈现。

论文题为“Complex marine ecological response during the Eocene-Oligocene revealed by global foraminiferal record”，由南京大学联合合肥工业大学、东华理工大学、英国伦敦大学学院、西班牙萨拉戈萨大学、加州大学河滨分校等多家科研机构共同完成，相关成果发表于国际顶尖综合性学术期刊《Nature Communications》。

扬子晚报/紫牛新闻记者 杨甜子

校对 陶善工