(完整ppt)生物的起源與進(jìn)化-多細(xì)胞生物的進(jìn)化課件

1、6 多細(xì)胞生物的進(jìn)化6.1 生物的分界1. 兩界說-植物界和動(dòng)物界 1735年，瑞典博物學(xué)家 林奈 (Carolus Linnaeus) 在自然系統(tǒng)Systema Nature中 把生物分為兩類，即植物界 (Kingdom plant)和動(dòng)物界 (Kingdom animal)。2. 三界說-植物界、動(dòng)物界和原生生物界德國(guó)生物學(xué)家 ?？藸?Haeckel)等, 1866年提出三界系統(tǒng)：植物界、動(dòng)物界、原生生物界 (Kingdom protista)。原生生物界：包括所有單細(xì)胞生物，有原核生物、原生動(dòng)物、硅藻、粘菌和海綿等。3. 四界說1938年，科普蘭 (Copeland) 提出四界分類系統(tǒng)：

2、植物界、動(dòng)物界、原始生物界、菌界。菌界包括細(xì)菌和藍(lán)藻。4. 五界說1969年，惠特克 (Whittaker) 提出五界系統(tǒng)：植物界、動(dòng)物界、真菌界、原生生物界和原核生物界 (Kingdom Monera)。(R. H. Whittaker)三原界系統(tǒng) 1978年，Whittaker和Margulis提出三原界學(xué)說 古細(xì)菌原界 (Archaebacteria) 產(chǎn)甲烷菌、極端嗜鹽、嗜酸和嗜熱細(xì)菌 真細(xì)菌原界 (Eubacteria) 除古細(xì)菌之外的所有原核生物 真核生物原界 (Eucaryotes) 原生生物、真菌、動(dòng)物、植物三域系統(tǒng) Carl Woese, 1990古細(xì)菌真細(xì)菌中國(guó)學(xué)者對(duì)生物分

3、界的意見根據(jù)營(yíng)養(yǎng)方式進(jìn)行分類 鄧淑群 (1966) 提出分為三界：植物界 (光合自養(yǎng))，動(dòng)物界 (攝食營(yíng)養(yǎng))，真菌界 (吸收營(yíng)養(yǎng))提出建立病毒界 胡先嘯 (1965), 陳世驤 (1979), 王大鋁(1977)五界系統(tǒng)與其他分類系統(tǒng)的比較A five-kingdom system（五界系統(tǒng)）A six-kingdom system（六界系統(tǒng)）A three-domain system（三個(gè)總界）原核生物界Monera原生生物界Protista植物界Plantae真菌界Fungi動(dòng)物界Animalia真細(xì)菌界Eubacteria古細(xì)菌界Archaea原生生物界 Protista植物界Plant

4、ae真菌界Fungi動(dòng)物界Animalia 細(xì)菌原界 古細(xì)菌原界真核生物原界變形蟲古細(xì)菌真細(xì)菌鞭毛蟲草履蟲粘液菌接合菌擔(dān)子菌子囊菌褐藻紅藻綠藻裸子植物苔蘚雙子葉植物海綿體棘皮動(dòng)物線蟲環(huán)節(jié)動(dòng)物節(jié)肢動(dòng)物脊椎動(dòng)物軟體動(dòng)物扁形動(dòng)物原口動(dòng)物單子葉植物真菌植物動(dòng)物原核生物原生生物原始脊索動(dòng)物生物的進(jìn)化圖示6.2 多細(xì)胞植物的進(jìn)化6.2.1 藻類植物時(shí)代 距今19億年前寒武紀(jì)到距今4.4億年的泥盆紀(jì)。 藻類植物在進(jìn)化上屬低等植物，生活在水中，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒有根、莖、葉的分化，配子體比孢子體發(fā)達(dá)。原核藻類 最早出現(xiàn)的藻類是單細(xì)胞藍(lán)藻真核藻類 多細(xì)胞藻類植物 大型藻類植物原始細(xì)菌及蘭綠藻20億年前的疊藻層(藍(lán)藻類

5、) 刺球果藻(Acanthochonia)6.2.2 蕨類植物 距今4.4億年的泥盆紀(jì)中期到距今2.5億年前的二疊紀(jì)早期，地球上以蕨類植物為主。陸生植物：根、莖、葉的分化；維管系統(tǒng)；但受精作用離不開水環(huán)境。分為三個(gè)小的階段 早期：裸蕨 中期：石松、楔葉植物 晚期：厚葉蕨、種子蕨志留紀(jì)的中晚期 泥盆紀(jì)早期植被志留紀(jì)晚期的光蕨志留紀(jì)晚期的頂囊蕨(Cooksonia)無葉假根二叉狀分枝泥盆紀(jì)後期原裸子植物古羊齒古羊齒(Archaeopteris)石炭紀(jì)的沼澤地林櫛羊齒(Pecoteris)6.2.3 裸子植物：距今2.25億年前的晚二疊紀(jì)到1億年前的早白堊紀(jì)，為期1.25億年。最大變化是配子體寄生于

6、孢子體上，形成了裸露的種子(沒有果皮包被，沒有花和果實(shí))，并在發(fā)展過程中產(chǎn)生花粉管，受精作用不再受外界限制。蘇鐵 銀杏 活化石世界爺(Sequoiadendron)紅杉(Sequoia)松型球果(Pityostrobus)威氏蘇鐵(Williamsonia)巨杉6.2.4 被子植物：早白堊紀(jì)出現(xiàn)，晚白堊紀(jì)開始繁盛更能適應(yīng)陸地生活：雙受精作用、新胚乳的出現(xiàn)，增強(qiáng)了胚的發(fā)育能力；胚珠由兩層珠被保護(hù)其渡過干旱；種子有果皮包被，有花和果實(shí)。喬木階段：距今7千萬年，白堊紀(jì)到始新世。灌木和草本階段：距今4千萬年，漸新世到第三紀(jì)中期。雜交階段：距今2千萬年左右，第三紀(jì)后期。多倍體階段：距今300萬年的第四紀(jì)

7、，出現(xiàn)多次冰期。擬樺(Betulites)白堊紀(jì)的花化石白堊紀(jì)前期的亞熱帶植物研究被子植物的系統(tǒng)演化，首先要確定被子植物的原始類型和進(jìn)步類型。恩格勒學(xué)派：葇荑學(xué)派、假花學(xué)說毛茛學(xué)派：真花學(xué)說、多細(xì)胞動(dòng)物的進(jìn)化多細(xì)胞動(dòng)物即原生動(dòng)物以外的動(dòng)物，也稱后生動(dòng)物包括無脊椎動(dòng)物和脊椎動(dòng)物兩大部分。6.3 無脊椎動(dòng)物的進(jìn)化距今10億至4.4億年前，寒武紀(jì)到志留紀(jì)。在此階段，原始海洋覆蓋著地球，所以原始海洋是無脊椎動(dòng)物演化的主要場(chǎng)所。無脊椎動(dòng)物的進(jìn)化：從無殼到小殼，從小殼到大殼原生動(dòng)物 (放射蟲)多孔動(dòng)物（硅質(zhì)海綿） 硅質(zhì)六射海綿化石圖腕足動(dòng)物（海豆芽）海豆芽節(jié)肢動(dòng)物（三葉蟲、蜘蛛）不同形態(tài)的三葉蟲蜘蛛化石“

8、四不象”類群(古杯類、層孔類及筆石等) 古杯動(dòng)物棒狀雙孔層孔蟲筆石我國(guó)最早的始海百合化石 海參 棘皮動(dòng)物（海百合、海參）軟體動(dòng)物（螺類、蚌類及烏賊等）大花鼠寶螺 萌芽杓蛤斑氏爪烏賊柏氏四盤耳烏賊淮南生物群埃迪卡拉化石動(dòng)物群（澳大利亞）澄江化石動(dòng)物群（云南）布爾吉斯動(dòng)物群（加拿大）埃迪卡拉化石動(dòng)物群 (澳大利亞)1947年，在澳大利亞南部的埃迪卡拉地區(qū)，發(fā)現(xiàn)了一些圓形的像水母樣的印痕化石。經(jīng)過測(cè)定，埃迪卡拉動(dòng)物群生存的年代為距今5.6億 6億年前。在1974年召開的國(guó)際地質(zhì)科學(xué)聯(lián)合會(huì)巴黎會(huì)議上，一致肯定埃迪卡拉動(dòng)物群為前寒武紀(jì)晚期，這是目前已發(fā)現(xiàn)的地球上最古老的后生動(dòng)物化石群之一。埃迪卡拉動(dòng)物群

9、的發(fā)現(xiàn)和研究，大大地促進(jìn)了前寒武紀(jì)古生物學(xué)的發(fā)展。澄江化石動(dòng)物群1984年7月在云南澄江縣帽天山發(fā)現(xiàn)了澄江動(dòng)物化石群，其時(shí)代為寒武紀(jì)早期，距今約5.3億年前。通過對(duì)澄江動(dòng)物群化石的發(fā)現(xiàn)和研究，揭示了寒武紀(jì)物種大爆發(fā)的整體輪廓，證實(shí)幾乎所有動(dòng)物的祖先都曾經(jīng)站在同一起跑線上。將脊椎動(dòng)物地質(zhì)年代推前到寒武紀(jì)早期，被譽(yù)為“人類重塑地球生命史的一項(xiàng)驚人成就”。這一發(fā)現(xiàn)在很大程度上說明，生物的進(jìn)化并非總是漸進(jìn)的，而是漸進(jìn)與躍進(jìn)并存的過程。被國(guó)際上譽(yù)為“20世紀(jì)最驚人的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一”云南省澄江縣帽天山布爾吉斯動(dòng)物群（加拿大）1909年8月，美國(guó)著名的古生物學(xué)家、美國(guó)史密森協(xié)會(huì)主席維爾卡特帶領(lǐng)全家到加拿大落基

10、山脈的布爾吉斯山旅行。在回來的路上，他的夫人騎的馬被一塊石頭絆倒。當(dāng)他撿起這塊石頭查看時(shí)驚奇地發(fā)現(xiàn)，這是他從未見過的一種動(dòng)物化石。這只動(dòng)物從頭部伸出兩對(duì)觸角，身體多節(jié)。維爾卡特用他的一位朋友的名字將它命名為“馬爾三葉形蟲”。布爾吉斯頁巖生物群的生活時(shí)代大約在中寒武紀(jì)(距今5.05億年)，也就是我們常說的寒武紀(jì)生命大爆發(fā)時(shí)期。在此期間，大量動(dòng)物種群在較短時(shí)期內(nèi) (也許僅幾百萬年內(nèi)) 突然出現(xiàn)，幾乎現(xiàn)在所有的生物種類都可以在這里找到自己的祖先。布爾吉斯頁巖生物群成為寒武紀(jì)生命大爆發(fā)的重要證據(jù)。6.4 脊椎動(dòng)物的進(jìn)化 從4億多年前的志留紀(jì)中晚期到現(xiàn)在，是脊椎動(dòng)物時(shí)代。早期的脊索動(dòng)物 脊椎動(dòng)物亞門 半

11、索亞門 尾索亞門 頭索亞門早期脊索動(dòng)物進(jìn)化樹魚類：距今約4.4億 4億年，早志留紀(jì)到泥盆紀(jì)棘魚類盾皮魚類軟骨魚類硬骨魚類 (原始魚類) (鯊魚、鰩魚)魚類 (無頜類) 時(shí)代 擬蟹鱟(hu) (Paracarcinosoma)魚類 (有頜類) 時(shí)代 鰭甲魚 手棘魚 溝鱗魚(Pteraspis) (Cheiracanthus) (Bothriolepis)兩棲類：距今3.55億年 2.95億年前，從泥盆紀(jì)末期到石炭紀(jì)末期兩棲類的主要特征：水陸兩棲 幼年個(gè)體在水中生活，用鰓呼吸；成年個(gè)體多生活在陸地上，用肺呼吸。但其產(chǎn)卵和孵化仍需在水中，因此，兩棲類的登陸尚不完全。兩棲類適應(yīng)陸地生活的3個(gè)條件 有肺

12、，可以在空氣中呼吸； 有四肢，可在陸地上支撐身體和運(yùn)動(dòng)； 有適應(yīng)陸地、防止水分蒸發(fā)的方法。兩棲類的起源最古老的兩棲類化石 是魚石螈形態(tài)上是魚類和兩棲 類之間的過渡類型魚石螈可能是兩棲動(dòng) 物的祖先爬行類：距今2億7千萬年到1億3千萬年，石炭紀(jì)末至白堊紀(jì)。中生代為爬行類的時(shí)代。真正的陸生動(dòng)物：具有羊膜卵、體內(nèi)受精、具有干燥的皮膚、用肺呼吸、脊柱分化明顯、大腦結(jié)構(gòu)進(jìn)一步發(fā)展、感覺器官功能加強(qiáng)。（最早的爬行類）恐龍出現(xiàn)于三疊紀(jì)中期，滅絕于白堊紀(jì)末美國(guó)物理學(xué)家阿爾瓦雷斯，1979 6500萬年前，小行星撞擊地球?qū)е驴铸埻蝗粶缃^。(新災(zāi)變論)雷巴琪龍(Rebbachisaurus)三角龍(Tricerat

13、ops)似棘龍(Parasaurolophus)阿凡達(dá)伊卡蘭翼龍2009年，3D科幻電影阿凡達(dá)潘多拉星球的飛行翼獸伊卡蘭2014年, 遼西建昌和凌源距今約1.2億年的熱河生物群中發(fā)現(xiàn)了一類新的翼龍類阿凡達(dá)伊卡蘭翼龍頭部復(fù)原圖 電影阿凡達(dá)劇照 阿凡達(dá)伊卡蘭翼龍生態(tài)復(fù)原圖 恐龍繁盛，原始鳥類出現(xiàn)鯨龍(Cetiosaurus)同龍(Homesaurus)雙獸(Amblotherium)鳥類：是從爬行類分化出來的，具有恒溫并能適應(yīng)飛翔生活的一支動(dòng)物類群。鳥類的起源： 恐龍起源說(主流學(xué)派) 證據(jù)：化石、分支系統(tǒng)學(xué)、比較解剖學(xué) 鳥類是從獸腳類恐龍的一支 小型個(gè)體的恐龍演變而來的。中華龍鳥(Sinosau

14、ropteryx)中華龍鳥 (南京地質(zhì)古生物研究所的正模標(biāo)本)鳥綱 古鳥亞綱(Archaeornithes)-始祖鳥類，出自侏羅紀(jì)地層，距今1億8千萬年 今鳥亞綱(Neornithes)-白堊紀(jì)開始出現(xiàn)，距今1億3千萬年迄今為止，始祖鳥 (Archaeopteryx) 仍是最原始、最古老的古鳥類，也是鳥類與恐龍相互連接之鎖鏈中極為關(guān)鍵的一環(huán)?，F(xiàn)知的始祖鳥標(biāo)本全部發(fā)現(xiàn)于德國(guó)巴伐利亞州的索倫霍芬周邊的上侏羅統(tǒng)索倫霍芬石灰?guī)r層中。索倫霍芬-任何一個(gè)略識(shí)古生物學(xué)的人都不會(huì)對(duì)其感到陌生，這絕然是一個(gè)享譽(yù)全球的古生物化石圣地。始祖鳥(Archaeopteryx) 始祖鳥之所以如此著名，是因?yàn)槠浠４媪司?/p>

15、美的羽毛，這恰是索倫霍芬石灰?guī)r的獨(dú)到之處，它具有把軟組織保存下來的地質(zhì)魔力。 遠(yuǎn)在晚侏羅紀(jì)，索倫霍芬地處熱帶，是一片被礁石包圍的淺水湖，周圍散布著泥灘平地。它的北部是如今德國(guó)中部陸地，南部則是遼闊的特提斯海 (古地中海)。 這片脫離海岸的沙洲與海岸間的湖和大海幾乎沒有交流，所以數(shù)千萬年以來，湖底慢慢沉積了細(xì)膩的泥漿，湖水鹽分也日益增大，生命難以駐足。 一旦某種動(dòng)物的尸體被風(fēng)暴或者溢流的海水沖到湖里，就會(huì)沉到含氧量極低的湖底，泥漿將尸體密封，保護(hù)它不會(huì)進(jìn)一步腐朽毀壞，隨后礦物質(zhì)逐漸滲入并取而代之成為化石，細(xì)膩如脂的碳酸鹽基質(zhì)保存了其中極為細(xì)致的構(gòu)造。迄今為止，在索倫霍芬發(fā)現(xiàn)的動(dòng)物化石已有400

16、500種，其中多數(shù)動(dòng)物是海生有用的，如魚類、甲殼動(dòng)物，此外還有一些生存在近岸地區(qū)的昆蟲、恐龍、翼龍等。始祖鳥化石與鳥類相似的特征： 具羽毛； 有翼； 骨盆為“開放式”； 后足具四趾，三前一后； 具“V”形鎖骨等。但它又具有類似爬行類的特征： 上下頜具牙齒，上頜13枚，下頜11枚； 有一個(gè)18 21個(gè)分離的尾椎骨構(gòu)成的長(zhǎng)尾； 前肢具3枚分離的掌骨和指骨，指端具爪； 肋骨無鉤狀突； 腿和頭部具爬行類的鱗等但始祖鳥不是現(xiàn)代鳥類的直接祖先，只是進(jìn)化的一個(gè)側(cè)枝今鳥亞綱：包括白堊紀(jì)的化石鳥類和現(xiàn)存的全部鳥類。三塊掌骨愈合成一塊，且近端與腕骨愈合成腕掌骨；尾推骨不超過13塊，通常具尾綜骨；胸骨較發(fā)達(dá)，少數(shù)為

17、平胸，多數(shù)為突胸 (具龍骨突起)。今鳥亞綱可分為四個(gè)總目：即齒頜總目、平胸總目、企鵝總目和突胸總目，其中除齒頜總目為化石鳥類外，其余三個(gè)總目皆為現(xiàn)代鳥類?？鬃峪B的發(fā)現(xiàn)：更進(jìn)一步證實(shí)始祖鳥非鳥類進(jìn)化的主流，另一方面打破了百余年來侏羅紀(jì)始祖鳥一統(tǒng)天下的局面，使人們的研究更全面和充分。孔子鳥較始祖鳥稍晚 (極有可能是同一時(shí)期的)?？鬃峪B的特點(diǎn)：頜骨無牙齒，取而代之的是角質(zhì)喙；肱骨近端有一大的氣囊孔，第一指骨爪特別強(qiáng)大而尖利，第二指骨爪收縮；胸骨較大，呈片狀并有一短的后側(cè)突；恥骨遠(yuǎn)端沒有恥骨腳以及尾椎骨縮短，基本形成尾綜骨等，這些都是始祖鳥所沒有的進(jìn)步性狀，同時(shí)也是區(qū)別于早白堊紀(jì)鳥類的重要特征。鳥類起

18、源原因的探討 外因：侏羅紀(jì)裸子植物繁盛，裸子植物是種子植物，種子內(nèi)含很高的營(yíng)養(yǎng)成分。裸子植物往往形成高大茂密的森林，怎樣才能進(jìn)入此生態(tài)位？或具很強(qiáng)的攀緣能力，或可滑翔 (飛翔)。 內(nèi)因？關(guān)于鳥類飛行起源的兩種學(xué)說 (P100) 樹棲假說：樹棲滑翔起源說 地棲假說：地棲疾走起源說顧氏小盜龍 (Microraptor gui)中國(guó)遼寧，四翼恐龍支持樹棲滑翔起源說圖6-13 顧氏小盜龍復(fù)原圖 (P98)哺乳類：是脊椎動(dòng)物中最高等的一類，它具有更完善的適應(yīng)能力：恒溫、哺乳、腦發(fā)達(dá)、胎生哺乳類和鳥類都起源于古代爬行類，現(xiàn)代哺乳類起源于原始的獸齒類 (為距今約2億年前的三疊紀(jì)，而鳥類起源距今約1億3千萬年)。新生代是哺乳動(dòng)物的時(shí)代現(xiàn)存最原始的哺乳類有分布于澳大利亞的鴨嘴獸、針鼴等 笑翠鳥樹袋熊，考拉2000年悉尼奧運(yùn)會(huì)吉祥物針鼴“米利” (Millie) 笑翠鳥“奧利” (Olly)鴨嘴獸“悉德” (Syd) 澳大利亞的單孔類哺乳動(dòng)物，最奇特的要數(shù)鴨嘴獸。所謂單孔類動(dòng)物，是指處于爬蟲類動(dòng)物與哺乳類動(dòng)物中間的一種動(dòng)物。它雖比爬蟲類動(dòng)物進(jìn)步，但尚未進(jìn)化到哺乳類動(dòng)物。兩者相同之處在于都用肺呼吸，身上長(zhǎng)毛，且是熱血；而單孔類動(dòng)物又以產(chǎn)卵方式繁殖，因此保留了爬蟲類