新华社南京5月7日电（记者王珏玢）记者从中科院南京地质古生物研究所获悉,一个由中、英、俄三国古生物学者组成的团队最新发现,大气和海洋的氧气含量变化,是影响5.4亿年前寒武纪生命大爆发的关键因素。这是生命演化和地球科学领域的重要发现,相关成果已于北京时间6日晚发表在英国《自然》杂志子刊《自然-地球科学》上。

寒武纪大爆发被称为古生物学和地质学上的一大悬案,自达尔文以来就一直困扰着科学界。在已知大约38亿年的地球生命历史上,绝大多数与现代动物形态基本相同的复杂多细胞动物,直到距今5.4亿年的寒武纪早期才突然出现。这些复杂动物为何突然爆发式出现、它们从何进化而来,一直是未解之谜。

此次,研究团队在俄罗斯西伯利亚开展野外工作,采集到一套珍贵的寒武纪早期碳酸盐岩地层样品。这套碳酸盐岩地层完整记录了寒武纪早期海水中碳、硫等同位素的变化过程,这为揭示当时海水及大气的氧气含量变化以及与古生物演化的关系,提供了可靠的研究素材。

研究发现,距今5.24亿年至5.14亿年,也就是寒武纪大爆发的高峰时期,海水碳、硫同位素值发生了5次同步的含量升降波动。进一步计算表明,这些变化反映了大气和浅海中氧气含量的变化，且波动的次数和幅度,与该时期动物化石种类的变化高度吻合。换句话讲，每次氧气含量增加,动物种类就明显增多，氧气含量减少，动物种类就大幅减少。这一高峰时期后的大约200万年间,海水普遍缺氧，出现了全球性的动物灭绝。

“此次研究首次采用了定量模型,来论证氧气含量变化怎样影响寒武纪大爆发的全过程。在这一时期,氧气含量的多少是决定动物大规模演化的关键因素。”参与此次科研的中科院南古所研究员朱茂炎说。

来自中科院南古所、南京大学、英国伦敦大学学院、利兹大学、兰卡斯特大学、牛津大学、俄罗斯莫斯科国立大学的科学家共同参与了本次研究。