第五講生物進(jìn)化的證據(jù)5

Hi!同學(xué)們好！嗨！進(jìn)化生物學(xué)

陳忠法主講

生物與環(huán)境學(xué)院

第五講生物進(jìn)化的證據(jù)梟頭貝貝殼化石

梟頭貝貝殼化石梟頭貝貝殼化石一、化石

化石是經(jīng)過自然界的作用，保存于地層中的古生物遺體、遺物和他們生活的遺跡。從時(shí)間上全新世之前的地層中挖掘出的才可稱之為化石。是古生物學(xué)研究的對(duì)象?；湍軌蚧蚨嗷蛏俚胤从吵霎?dāng)時(shí)生物及其生存環(huán)境的狀況，也就為人類了解生命的歷史和地球上生態(tài)環(huán)境變遷的歷史提供了重要的線索?；瘎?dòng)物與現(xiàn)存動(dòng)物之間的相似性—親緣關(guān)系生物進(jìn)化最主要的證據(jù)是化石.古生物學(xué)是研究地史時(shí)期生物發(fā)生、發(fā)展、分類、分布、進(jìn)化等規(guī)律的科學(xué)。它的研究對(duì)象是化石，通過研究，可闡明生物界生物的發(fā)展歷史，確定地層形成的先后順序，了解地殼發(fā)展的歷史，推斷地質(zhì)史上的水陸分布和氣候變遷，以及指導(dǎo)對(duì)礦產(chǎn)資源的普查勘探和開發(fā)利用。（一）化石種類A、按保存的特點(diǎn)，化石常分為遺體化石、模鑄化石、遺物化石和遺跡化石四大類：

1、遺體化石（實(shí)體化石）最常見的，代表生物遺體或其中一部分。如骨骼、莖稈等，也有微體化石。大部分石化，極少數(shù)不變保存。2、模鑄化石指生物體在底層或圍巖中所留下的各種印模和復(fù)鑄物。印痕化石印?；?、遺物化石指古代生物生活時(shí)留下的物品、工具、糞便、卵等。糞粒（魚）、蛋（恐龍）、卵、珍珠、石器等4、遺跡化石古代生物生活時(shí)留下的活動(dòng)痕跡。如足跡、移跡、棲孔、潛穴等。B、按化石的大小分類1、大化石：不借助儀器用眼睛或放大鏡就能直接觀察的化石。2、微體化石：用光學(xué)顯微鏡才能觀察到的一些化石。個(gè)體微小的古生物、較大生物的某些微小部分，如放射蟲、細(xì)胞、孢子、花粉等。3、超微化石：電子顯微鏡，超微浮游生物。4、分子化石

古代生物的遺體有些因腐爛分解而消失，但一些殘留的有機(jī)物分子，可在化石中或摻入沉積物中而獲保存。如：氨基酸、脂肪酸、多糖、核苷酸等古生物化學(xué)（二）化石形成的條件和原因1、生物死亡種群的大小種群越大、密度越大、形成化石的機(jī)會(huì)越多。如魚類比其化脊椎動(dòng)物多2、生物體組成部分的堅(jiān)硬度生物本身最好具有硬體（hardpart)殼體、硬骨頭、牙齒、植物纖維素、木質(zhì)素3、生物尸體被掩埋的速度和環(huán)境外界環(huán)境因素：有掩蓋物質(zhì)將遺體迅速掩埋起來，免生物、機(jī)械和化學(xué)的破壞。一般來說，掩蓋物質(zhì)的粒度較?。ㄖ旅艿沫h(huán)境介質(zhì)）、沉積作用寧靜、再加上保存時(shí)沒有生物的破壞和氧化作用，容易形成完整而精美的化石。搬運(yùn)作用：原地埋葬異地埋葬孔子鳥在一塊火山巖上，軀干、骨骼、利爪清晰可見，只鳥身長23厘米，展翅寬33厘米，一只少年鳥，這只孔子鳥化石距今已有1.25億年，當(dāng)時(shí)火山爆發(fā)，火山熔巖在瞬間包裹住孔子鳥，以致化石形態(tài)才這樣完整?？鬃峪B復(fù)原的雄性孔子鳥貌似現(xiàn)在的野雞，翅膀上也有爪，且相當(dāng)發(fā)達(dá)?，F(xiàn)代鳥類全都沒有牙齒，但在遠(yuǎn)古的中生代，大多數(shù)鳥類依靠的是嘴中的牙齒取食。與絕大多數(shù)中生代早期鳥類不同，孔子鳥牙齒已經(jīng)完全退化，且已有角質(zhì)喙。“始祖鳥”孔子鳥與１８６１年德國發(fā)現(xiàn)只能滑行的“始祖鳥”相比，已有了初步的飛行能力，能主動(dòng)飛行，這就從根本上改變了上百年來世界鳥類研究以德國“始祖鳥”為主的現(xiàn)象。爬行類無翅膀但有爪，嘴里有牙齒，今在國外發(fā)現(xiàn)始祖鳥化石，有翅膀，但翅尖有爪，嘴里也有牙齒，鳥類是從

古代爬行類

進(jìn)化而來？4、石化的程度和速度物理作用：硬體中的疏松多孔處，礦物質(zhì)填充其孔隙、得以保存，并增加其重量，或外形印烙在巖石上?；瘜W(xué)置換作用：指生物硬體或軟體的原來成分被水溶解，以新的物質(zhì)填充。鈣化（方解石）、硅化（石英）和黃鐵礦化。有些能保存精細(xì)結(jié)構(gòu)。（三）化石保存的方式1、未變保存條件有三：密封，昆蟲被古代樹脂包

冷凍：北極猛瑪象、犀牛尸體干燥：美國洞穴中的地獺、北美恐龍皮膚（木乃伊）別外：防腐作用的泥炭、瀝青琥珀千萬年前植物所分泌出來的樹脂，經(jīng)過地殼變動(dòng)而深埋地下，逐漸演化而成的一種天然化石。品種有金珀、蟲珀、香珀、靈珀、石珀、花珀、水珀、明珀、蠟珀等，尤以含有完整昆蟲或植物的琥珀為珍貴。2、變化保存(石化作用)

1）物理作用：硬體中的有機(jī)質(zhì)因散失呈疏松多孔，而后水中的礦物質(zhì)填充其孔隙、得以保存，并增加其重量。如：新生代骨骼、貝殼2）化學(xué)置換作用：指生物硬體或軟體的原來成分被水溶解，以新的物質(zhì)填充。鈣化（方解石）、硅化（石英）和黃鐵礦化。有些能保存精細(xì)結(jié)構(gòu)。3）炭化作用生物遺物中易揮發(fā)的成分（H、O、N）經(jīng)蒸騰作用而逃逸，留下較穩(wěn)定的炭質(zhì)薄膜，是為炭化作用。植物、含幾丁質(zhì)骨骼的動(dòng)物（蝦）此外：植物壓型化石3、模鑄保存印痕外模、內(nèi)模鑄型、復(fù)型二、化石、地質(zhì)年代、生物進(jìn)化地球歷史中的生命是以化石的形式保存下來的。運(yùn)用放射性元素測(cè)定化石的地質(zhì)年代化石的地質(zhì)年代對(duì)于生物進(jìn)化順序研究關(guān)系重大。（一）地質(zhì)年代的劃分地質(zhì)年代是地球演化過程中某一時(shí)間階段的劃分方法。地殼上不同時(shí)期的巖石和地層，在形成過程中的時(shí)間（年齡）和順序。地質(zhì)年代可分為相對(duì)年代和絕對(duì)年齡（或同位素年齡）兩種。相對(duì)地質(zhì)年代是指巖石和地層之間的相對(duì)新老關(guān)系和它們的時(shí)代順序。46億年地質(zhì)學(xué)家和古生物學(xué)家根據(jù)地層自然形成的先后順序，將地層分為6代12紀(jì)地質(zhì)年代地層系統(tǒng)代界紀(jì)系世統(tǒng)期層地質(zhì)時(shí)代距今百萬年地質(zhì)構(gòu)造階段古氣候特征生物發(fā)展階段代紀(jì)世動(dòng)物植物元古代晚震旦紀(jì)-570--850--1000--1600-2500--3800--4600-加里東構(gòu)造階段震旦紀(jì)大冰期氣候不具硬殼動(dòng)物出現(xiàn)菌藻植物時(shí)代真核元古代大冰期氣候中早太古代太古代大冰期氣候菌類藍(lán)藻出現(xiàn)冥古代生命現(xiàn)象開始出現(xiàn)地質(zhì)時(shí)代距今百萬年地質(zhì)構(gòu)造階段古氣候特征生物發(fā)展階段代紀(jì)世動(dòng)物植物古生代晚古生代二疊紀(jì)晚早-230--290--363--409--439--510--570-海西寧構(gòu)造階段石炭二疊紀(jì)大冰期氣候兩棲動(dòng)物時(shí)代陸生孢子植物時(shí)代石炭紀(jì)晚中早泥盆紀(jì)晚中早大間冰期氣候魚類時(shí)代早古生代志留紀(jì)晚中早加里東構(gòu)造階段水生無脊椎動(dòng)物時(shí)代半陸生孢子植物時(shí)代奧陶紀(jì)晚中早寒武紀(jì)晚中早菌藻植物時(shí)代地質(zhì)時(shí)代距今百萬年地質(zhì)構(gòu)造階段古氣候特征生物發(fā)展階段代紀(jì)世動(dòng)物植物中生代白堊紀(jì)晚早-67--146--208--230-燕山構(gòu)造階段（老阿爾卑斯階段）大間冰期氣候爬行動(dòng)物時(shí)代裸子植物時(shí)代侏羅紀(jì)晚中早三疊紀(jì)晚中早印枝構(gòu)造階段地質(zhì)時(shí)代距今百萬年地質(zhì)構(gòu)造階段古氣候特征生物發(fā)展階段代紀(jì)世動(dòng)物植物

新生代第四紀(jì)

全新世-0.01--2--5.2--23--35--57--67-喜馬拉雅構(gòu)造階段（新阿爾卑斯階段）第四紀(jì)大冰期氣候人類時(shí)代被子植物時(shí)代更新世新第三紀(jì)上新世大間冰期氣候哺乳動(dòng)物時(shí)代中新世老第三紀(jì)漸新世始新世古新世（二）地質(zhì)年代的測(cè)定絕對(duì)年齡是根據(jù)測(cè)出巖石中某種放射性元素及其蛻變產(chǎn)物的含量而計(jì)算出巖石的生成后距今的實(shí)際年數(shù)。越是老的巖石，地層距今的年數(shù)越長。每個(gè)地質(zhì)年代單位應(yīng)為開始于距今多少年前，結(jié)束于距今多少年前，這樣便可計(jì)算出共延續(xù)多少年。

常用放射測(cè)年法測(cè)定。原子核衰變恒速，不穩(wěn)定的母體核素衰變成子體核素的速率是恒定的鉀-40，氬-40，13億年巖石38億年14C，5730年古地磁法測(cè)年和電子回旋共振法測(cè)年（三）地質(zhì)年代、生物進(jìn)化史、地層系統(tǒng)

在各個(gè)不同時(shí)期的地層里，大都保存有古代動(dòng)、植物的標(biāo)準(zhǔn)化石。各類動(dòng)、植物化石出現(xiàn)的早晚是有一定順序的，越是低等的，出現(xiàn)得越早，越是高等的，出現(xiàn)得越晚。在愈古的地層中，所發(fā)現(xiàn)的化石，愈是下等生物；地層愈新，所發(fā)現(xiàn)的化石，愈是高等生物。什么是地層？地層是指在某一地質(zhì)年代因巖漿活動(dòng)形成的巖體及沉積作用形成的地層的總稱。（所謂的地層是指在地殼發(fā)展過程中形成的各種成層和非成層巖石的總稱。）從巖性上講，地層包括各種沉積巖、巖漿巖和變質(zhì)巖；從時(shí)代上講，地層有老有新，具有時(shí)間的概念。）地層學(xué)

主要研究地層層序的建立，及其相互間的時(shí)間關(guān)系的確定，即地層系統(tǒng)的建立和地層的劃分與對(duì)比。這是一切地質(zhì)工作的基礎(chǔ)，所以地層學(xué)是地質(zhì)學(xué)的一個(gè)基礎(chǔ)學(xué)科。象的進(jìn)化馬的進(jìn)化地質(zhì)年代---生物進(jìn)化史--地層系統(tǒng)三、生物進(jìn)化的其他證據(jù)1、比較解剖學(xué)2、比較胚胎學(xué)3、分子生物學(xué)4、生物地理學(xué)5、分類學(xué)（一）比較解剖學(xué)

比較解剖學(xué)通常是指脊椎動(dòng)物的比較解剖學(xué)，它是對(duì)各類脊椎動(dòng)物的器官和系統(tǒng)進(jìn)行解剖和比較研究的科學(xué)。生物進(jìn)化在比較解剖學(xué)上最重要的證據(jù)是同源器官。同源器官是指起源相同，結(jié)構(gòu)和部位相似，而形態(tài)