从事地球早期生命演化研究，主要关注真核生物起源和早期演化。为揭秘这些古老而重大的生物演化事件，以保存在我国华北燕山地区古-中元古代沉积地层（距今约17亿至13亿年）中的古生物化石为对象开展研究工作，目前取得以下研究进展：

1.将多细胞真核生物的出现时间提前至16.4亿年前。多细胞化是真核生物演化出复杂生命体的必备条件之一，但真核生物最早何时演化出多细胞体这一问题仍未有统一认识。经过对长城系下部地层开展数年研究工作，在河北宽城串岭沟组中发现并提取出了具有清晰细胞结构的多细胞化石“壮丽青山藻”（Qingshania magnifica Yan）。壮丽青山藻最早由阎玉忠研究员发现于天津蓟县串岭沟组页岩切片中，但1989年发表以来一直未引起关注。本研究联用光学显微镜、电子显微镜、拉曼和红外光谱等技术获得化石的显微形态、细胞大小、细胞壁有机质组成等生物学信息。通过与现生真核和原核生物的对比研究表明，壮丽青山藻不仅是多细胞真核生物，而且很可能属于已经灭绝了的冠群真核生物。该发现相对于中元古代早期高于庄组中的宏体化石记录（Zhu et al., 2016），将多细胞真核生物出现的时间提前了约7千万年，但相比学界普遍接受的时间提前了近6亿年，远早于以往的认识。此外，壮丽青山藻出现的时间仅稍晚于真核生物最古老的化石记录（单细胞类型，距今约16.5亿年），从化石的角度看，说明真核生物在地球上出现不久便发生了多细胞化，演化出了多细胞体，为宏体复杂生命的起源提供可能。同时，为揭示地球早期生命与环境演变提供了新的思考。

相关成果发表在《科学进展》上（Miao et al., 2024, Science Advances）,《科学》杂志刊发了相关深度评述文章（doi: 10.1126/science.z4ibvhb），其中，多位国际同行给予了积极评价。该成果入选《科学》杂志2024年度十大科学突破。

2.理清了燕山地区最早真核生物化石多样性。燕山地区是真核生物最早化石产地之一，相关研究始于上世纪六、七十年代，在古元古代晚期常州沟组和串岭沟组（距今约16.7亿至16.4亿年）报道了上百种微体化石，包括可靠的真核化石。但因同物异名问题，化石的多样性尤其是真核化石的多样性未知。通过大量酸浸解实验在张家口常州沟组中部和蓟县串岭沟组底部地层中获得大量化石标本，以单细胞为主，含少量细胞集合体，共14属，15种，至少含4种确切的单细胞真核化石。此外也对已发表的化石进行了重新解释。研究表明真核生物在古元古代晚期不仅已经出现，而且多样性也得到初步发展，与中元古代早期相似，记录了真核生物在地史中的首次辐射演化。该成果发表在《前寒武纪研究》（Miao et al., 2019, Precambrian Research），得到国际同行广泛引用。

3.首次在燕山地区发现真核生物早期经典化石“塔潘藻”。Tappania plana是真核最早化石记录的经典代表之一，形态复杂，最早由尹磊明研究员1997年报道于华北板块南缘古元古代晚期汝阳群地层中，该化石随后发现于世界多个地点，但从未在燕山地区报道。该研究首次在宽城串岭沟组发现T. plana，进一步扩展了该化石的古地理分布，研究结果支持其作为古元古代晚期和中元古代早期地层的标准化石。此外，一同保存的化石主要为多种原核生物丝状体，表明该时期地球生物圈是以原核生物为主导，真核生物仅为边缘性类型。该成果发表在《前寒武纪研究》（Miao et al., 2024, Precambrian Research）。

4.理清了中元古代下马岭组真核生物化石多样性。下马岭组（距今约14亿至13.5亿年）是保存真核生物早期化石的重要窗口之一，早期研究报道了大量有机质壁微体化石，因同物异名问题，化石的多样性尤其是其中蕴含的真核生物化石多样性和组成面貌仍不明确。研究通过大量酸浸解实验，在天津蓟县该组底部获得一批重要化石标本，包括多种单细胞类型、丝状体和细胞集合体，共36种，28属，其中含12种真核化石；并对已发表的微体化石进行了厘定。下马岭组中的真核生物与其他中元古代化石记录一致，显示出中等程度的多样性，虽然目前还无法归属到具体的现生真核类群中去。该成果发表在《前寒武纪研究》（Miao et al., 2021, Precambrian Research）。

5.中元古代早期高于庄组宏体化石的系统古生物学研究。“高于庄化石群”（距今约15.6亿年）记录了迄今最古老的宏体多细胞真核生物化石，将地球上大型多细胞真核生物的出现时间提前了近10亿年（Zhu et al., 2016），自化石发表以来其古生物学系统分类未得到解决。与课题组陈凯等人合作对该化石群进行了持续化石挖掘，系统报道了高于庄化石群生物组合面貌和多样性。根据千余枚化石的形态分析和定量统计，识别并描述了3属，5种化石（含1个新属，3个新种）。其中，大型带状和楔形化石两者形态自然过渡，大小分布重叠，应为同一类生物体的不同部分。化石形态挺直，边缘平滑，与围岩界线截然，仅少数化石见轻微弯曲或局部发生折叠，有些化石表面呈现微小弧度。这些特征表明，原始生物体是薄片状的，但具有一定的硬度和厚度，不太容易发生变形且能满足直立生长的需求。大型舌状化石特征类似，原生物体也应为薄片状且具有一定的厚度。倒披针型和小型带状化石均较小，宽度小于5毫米，化石多见折叠、弯曲、扭曲的现象，表明原始生物体薄而“柔软”。化石形态结合埋藏特征，研究进一步支持了“高于庄化石群”大型碳质膜化石的真核多细胞生物属性的解释。相关成果发表于《前寒武纪研究》（Chen & Miao et al., 2024, Precambrian Research）上（共同1作）。

国家自然科学基金面上项目，华北燕山地区古-中元古代真核生物早期演化研究，2025-2028，主持；

中国科学院南京地质古生物研究所自主部署项目，燕山地区元古宙中期有机质壁微体化石古生物学研究，2025-2027，主持；

国家自然科学基金青年科学基金项目，华北燕山地区古元古代晚期真核生物早期演化，2020-2021，主持；

国家自然科学基金面上项目，太古宙条带状铁建造和叠层石中生命信号的识别及受非生物作用的影响，2025-2028，参与；

国家自然科学基金面上项目，巴基斯坦北部Hazara盆地埃迪卡拉纪末期与寒武纪纽芬兰世生物地层与碳同位素地层研究，2025-2028，参与；

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