长期以来，学界对“陆地植物何时开始大规模登陆地球”形成了较为一致的看法；依据传统化石证据，多数研究认为这个关键节点约在4.2亿年前。如今，中国科学家的最新研究对这一结论提出了挑战。赵明宇领衔的国际研究团队在《自然·生态与演化》发表研究指出，陆地植物的大规模扩张实际上发生在4.55亿年前的晚奥陶世，这意味着地球陆地“变绿”的时间比以往认识提前了2000多万年。 这一发现的意义不仅在于更新时间点，更在于它可能重塑我们对生命演化节奏的理解。中国科学院地质与地球物理研究所蔡家琛博士表示，植物从海洋走向陆地，是生命史上最关键的转折之一：没有植物登陆，就难以形成后来的陆地生态系统，人类也无从出现。4.55亿年前的晚奥陶世，陆地环境仍十分严酷——紫外线强、昼夜温差大、氧气不足、土壤贫瘠，使其长期不利于生命定居。相比之下，海洋生命已相当繁盛，奇虾、三叶虫等早期生物持续演化。在这种反差之下，最早的植物开始尝试向陆地扩展。 植物从水生到陆生并非一次跨越，而是长期演化的结果。约4.7亿年前，作为陆地植物祖先的一些简单绿藻开始在海岸、河滩等潮湿地带定居。到4.55亿年前，更复杂的维管植物出现，它们具备运输水分与养分的组织，不再只能贴地生长。至4.45亿年前，植物已形成较大规模的群落，陆地逐步被绿色覆盖。蔡家琛指出，完成“上岸”需要解决三大难题：在陆地获取并保存水分、建立支撑结构以避免倒伏，以及在缺水环境下完成繁殖。每一次突破都不容易，却为后续更复杂的陆地生命奠定了基础。 但在回答“何时大规模登陆”这一问题上，传统化石证据存在天然短板。最早的陆地植物体型小、结构简单，多为柔软的苔藓类或叶状体，难以形成保存完好的化石；植物碎片和孢子还可能被水流或风力远距离搬运，使年代与产地判断更具不确定性。更重要的是，化石往往只能证明某时某地“出现过植物”，却难以直接证明植物已在更大范围内扩张并形成稳定生态系统。 为突破这一限制，研究团队提出了不同于传统路线的思路：不再主要依赖陆地化石，而是转向远古海洋记录。其逻辑来自对地球物质循环的认识——陆地植物通过光合作用产生有机质，死亡分解后随径流进入河流并最终汇入海洋，沉积在海底并被泥沙封存。远古海洋因此保留了更连续的环境与生物地球化学“档案”。研究人员通过分析海底岩层中有机碳与总磷比值等地球化学指标，这些由植物活动间接留下的“化学信号”，从而推断陆地植物大规模扩张的时间。该方法不依赖化石是否完整，而是通过沉积物对植物活动的响应建立时间证据，因此提供了更稳定、可比的判断依据。
这项由中国科学家提出并主导的研究，不仅可能改写生命演化时间线，也展示了以地球化学等跨学科手段破解关键科学问题的价值；它提示我们，重要线索未必只存在于直观的化石记录中，地球系统的“间接证据”同样能揭示历史。随着涉及的研究持续推进，人类对地球环境与生命演化的认识有望更深化，这也说明了基础科学研究的长期意义。