有一天，在第一只恐龙出现前3.2亿年，一种生物拖着尾巴穿过一片沙质海底，死了。
快进到2017年，弗吉尼亚理工大学的地球生物学家肖淑海和他的合作者惊叹于这种生物的残骸以及它留下的痕迹，并将其视为移动动物最古老的令人信服的证据。
“动物的尾巴和尾巴被保存在一起，这很关键，因为通常你只能得到一个或另一个，”肖说。“这块化石向我们展示了是谁做的，他们做了什么。
这一发现是肖的众多发现之一，这些发现为卓越的原创科学研究做出了贡献，为此他将于4月26日入选美国国家科学院。该学院的会员资格是美国授予科学家的最高荣誉之一。
作为一名专注于地质历史的地球生物学家，肖通过岩石来了解地球上的生命与地球本身之间的相互作用——特别是在 5 亿到 6 亿年前的那个时期，当时动物爆炸性地出现在现场。
是什么推动了动物生命的迅速扩张？有几种假设，但一个主要理论认为氧气变得更加丰富。在过去的十年里，肖通过盘点氧气如何在环境中移动来测试这一假设。为了测量古代环境中存在的氧气量，肖与弗吉尼亚理工大学的地球化学家本·吉尔（Ben Gill）和雷切尔·里德（Rachel Reid）合作。
“科学家不能用血氧仪直接测量化石上的氧气，但氧气会在岩石记录中留下痕迹，”弗吉尼亚理工大学科学学院（Virginia Tech College of Science）教员肖说。“存在的氧气越多，我们就越能看到某些类型的元素集中在岩石中。
当肖和他的团队从他们对岩石的研究中思考氧气含量时，他们正在对化石记录进行管道测试，以验证氧气含量的增加和动物的扩张是同时发生的。
“这有点像法医学中建立不在场证明，”肖说。“他们必须同时在那里才能连接起来。”
另一个可能导致动物种群增长的因素是肖所说的捕食者与猎物的军备竞赛。例如，捕食者跑得更快以捕捉猎物，而猎物则发展出一种新的隐藏或逃跑方式，旋转反馈循环，导致更多不同类型的动物。
生命与地球之间的互动——给予和接受——是肖在整个职业生涯中最吸引人的地方。例如，动物和氧气之间的关系是双向的。肖说，是的，动物会消耗氧气并散发二氧化碳，但这更为复杂，因为动物在整个环境中吸食和洗牌氧气。沉积物居民将把富含氧气的水泵入洞穴进行灌溉，而珊瑚礁则通过全球海洋中的氧气分布带来巨大的生物生产力。
“我们思考了很多关于人类如何改变地球的问题。我们没有过多考虑其他生物如何在数十亿年前以更大的方式改变它，“肖说。“但与人类不同的是，我们正在改变地球的速度。这是史无前例的，令人吃惊。
肖正在从地质历史中吸取教训，不仅为面对气候变化提供背景和指导，而且加强对其他星球生命的探索。
“在其他星球上寻找生命的人真的需要知道我们在地球上发现了什么，”肖说。“如果我们在那里找到生命的证据，我们更有可能找到保存在岩石中的简单生物化石，而不是在地表走动的动物。
在美国国家科学基金会（National Science Foundation）的支持下，肖正在磨砺他寻找生命的工具。在广泛的专家野外工作基础上，肖与弗吉尼亚理工大学地球科学生物地球化学实验室的地球化学家合作，为他的研究带来了新的视角。
因此，肖正在翻开早期动物之前的书页，以阐明所有真核生物的起源和多样性 – 其细胞具有细胞核的生物 – 进化成多细胞生物，并被认为为地球上的生命开创了一个全新的时代，包括动物，植物和真菌。
“岩石记录了地质历史中发生的故事，”肖说。“它们基本上是一本历史书。但一块石头不能为自己说话，所以我们必须解码它。
在每一个新的章节中，肖都会更多地了解生物体如何相互作用，它们如何改变地球，以及地球如何反过来改变它们。
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