在绵长的46亿年地质历史时期，生命从呈现到分解，然后到灭绝，再到重生，崎岖不断，而且伴随着地球上各种严重环境改变。从上个世纪开端，“地球生命的发生”的科学出题就被全球科学家所重视，近几十年来获得了许多新知道，但也争议不断，其间“地球生命在何处发生、怎么发生”还被Science杂志列为125个最具应战的科学问题之一。
埃迪卡拉纪-寒武纪过渡时期：地球动物来历与快速分解
从埃迪卡拉纪前期到寒武纪前期约1.2亿年内，地球发生了一系列特别的地质事情，包含最终一次雪球事情的完毕、罗迪尼亚超大陆的裂解、很多低纬度边缘海的构成以及全球古海洋地球化学成分的剧烈动摇。在这一时期，埃迪卡拉纪生物事情和寒武纪生命大迸发见证了地球动物的来历和快速分解，简直一切能保存在地层记载里的现生动物类别的先人，在寒武纪前期短短2000多万年时间内呈现了出来。
寒武纪生命大迸发时期的清江动物群（图片来历：西北大学）
关于埃迪卡拉纪生物事情和寒武纪生命大迸发的背面原因还有争议，这一时期的动物改造首要体现在体积大型化、骨骼化、可捕食性和可移动性等等，这种宏体动物的呈现对代谢能量有要求，或许指示了其时海水的氧化复原条件发生了改变。前人研讨发现，在新元古代到早寒武世这一时期，全球海洋的氧化复原条件或许发生了根本性的改变，这次事情叫做新元古代大氧化事情，可是不同的氧化复原目标指示的海水氧化复原结构并不共同。
除了氧气以外，养分和食物的供应关于杂乱生命的呈现和成长也是有必要的。试验和模仿发现，养分元素供应添加（比方氮）有利于发生体积更大的初级生产者，比方真核藻类，而这些初级生产者的呈现又会推进前期动物的演化。真核生物中的藻类和动物，不能直接使用大气中的N2，只能依托海水供应的生物可使用氮，比方硝酸盐和溶解有机氮。因而评价其时生物栖息地的氮供应状况有利于了解动物演化和环境之间的因果联系。
氮同位素：提醒生物与海洋的协同演化
华南扬子区域保存了世界上从埃迪卡拉纪到寒武纪最完好的地层记载之一，这些地层含有丰厚的生物化石，为研讨埃迪卡拉纪-寒武纪过渡时期的生物演化供应了很好的资料。
华南宜昌区域的寒武系地层，里边富含海绵、三叶虫等动物化石（图片来历：我国科学院地质与地球物理研讨所）
氮既是生命有必要的宏量养分元素，又是氧化复原灵敏元素。为了更好地重建埃迪卡拉纪-寒武纪过渡时期海水的氧化复原结构、生物可使用氮的供应状况与生物演化之间的联系，我国科学院地质与地球物理研讨所的科研人员，与加州大学河岸分校、圣安德鲁斯大学、弗吉尼亚理工大学和亚利桑那州立大学的科研人员进行协作，经过剖析我国华南扬子海埃迪卡拉纪到寒武纪前期沉积物的氮同位素，体系证明了其时扬子海生物与海洋氮循环的协同演化联系。
研讨人员发现其时海洋的氧化复原结构跟现在的不一样，整体为氧化复原上下分层。依据埃迪卡拉纪扬子海氮同位素的盆地梯度，他们提出研讨区，即上扬子斜坡区域，或许缺氧上升流发育，氧化复原界面较高，外表硝酸盐储库被复原耗费得最显着。尽管如此，表层水体仍然存在生物可使用硝酸盐。
到了寒武纪第二期晚期镍钼多金属层邻近，华南氮同位素值下降到最低，结合沉积物中的碳氮联系，研讨人员提出其时扬子海氧化复原界面或许在透光区内部，深部水体铵NH4+上涌导致NH4+不完全吸收使用，而溶解NH4+的构成或许跟硫酸盐复原有机质厌氧氧化有关。
该研讨标明，在埃迪卡拉纪，扬子海的氧化复原界面或许在透光区底界邻近。丰厚的硝酸盐供应促进了埃迪卡拉纪宏体多细胞藻类的演化，浅水的氧化条件给多细胞动物供应了很好的生存环境。到了寒武纪第二期晚期，扬子海氧化复原界面或许透光区内部，较浅的氧化复原界面或许跟华南小壳动物群灭绝有关。
上述作业得到国家自然科学基金委、美国国家科学基金会和美国国家航空航天局等项目的联合赞助，研讨成果已宣布在《地球化学与世界化学学报》上(Chen Y, Diamond C W, Stüeken E E, et al. Coupled evolution of nitrogen cycling and redoxcline dynamics on the Yangtze Block across the Ediacaran-Cambrian transition[J].Geochimica et Cosmochimica Acta, 2019, 257: 243-265. doi: 10.1016/j.gca.2019.05.017)。
埃迪卡拉纪-寒武纪过渡时期扬子区域的氮循环形式示意图（图片来历：我国科学院地质与地球物理研讨所）
来历：我国科学院地质与地球物理研讨所
