科学家揭秘生物在史上最大灭绝事件中形态演变过程

6月11日，中国地质大学（武汉）教授宋海军团队的研究成果《二叠纪—三叠纪大灭绝事件中海洋生物形态的异质性演化》在《自然·生态与进化》《Nature Ecology & Evolution》杂志发表。这是该校首次作为第一单位在该期刊上发表论文。该校地球科学学院2020级博士生刘小康是论文第一作者，宋海军是通讯作者。

据介绍，在地球漫长的历史中，曾发生过5次大规模的生物灭绝事件，其中最为严重的一次发生在距今约2.52亿年的二叠纪—三叠纪之交。这次大灭绝不仅导致了大量物种的消失，更深刻影响了生物形态的多样性。宋海军团队完成的这项研究，利用深度学习技术，揭示了这场灾难如何塑造了海洋生物形态的演变。

形态多样性，是衡量生物多样性的重要指标之一。宋海军团队开发了一种名为DeepMorph的自动化方法，利用深度学习模型与几何形态测量相结合，从化石图像中提取形态特征。这一方法加快了形态数据的提取过程，减少了人为的主观性，使得研究结果更加可重复和客观。

团队利用DeepMorph方法对599个属、6个海洋生物门类的化石图像进行分析，研究揭示了大灭绝期间形态多样性的动态变化。研究发现，在二叠纪—三叠纪大灭绝期间，大部分门类，包含菊石类、腕足动物、介形类、双壳类和腹足类，经历了对复杂和装饰性形态的选择性灭绝，那些大型、复杂和强烈纹饰的形态类型灭绝更严重。而牙形动物则没有表现出形态选择性灭绝的迹象。

团队研究发现，6个海洋生物类群在经历灭绝事件时表现出4种不同的形态演变模式：菊石类的横向选择性灭绝，腕足类和介形类的边缘选择性灭绝，双壳类和腹足类的非选择性灭绝，牙形石的可忽略的形态灭绝。这种灭绝的选择性和强度可能是由复杂的多因素影响所致，反映出不同演化枝和形态类型对环境耐受阈值的差异。例如，在海洋经历酸化事件时，钙质生物受影响的程度更大，对它们而言也更难建造复杂、厚重的壳体和纹饰。

（责编：赵珊）