古生物地史学讲义(1)绪论-精品文档资料.ppt

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1、古生物学古生物学古生物学古生物学任课教师：杨景林任课教师：杨景林开课院系：地球资源与信息学院开课院系：地球资源与信息学院地球科学系地球科学系联系方式：联系方式：15166631516663* * * * *教学计划教学计划总48学时，课堂讲授32学时，实验课教学16学时。8次实验课，地点：古生物学实验室(工科楼C座214)。总成绩考核办法，平时占30%，期末占70%。平时成绩以实验课实验报告成绩为主，兼顾平时表现。教学时间，16周，第8周（4月13日）考试。注意事项注意事项提前进教室，做好上课准备；遵守课堂纪律，不主动找人交谈，干扰他人听课；手机接听、短信服务调到振动和静音状态。上实验课请预先

2、备好石油大学实验报告本、橡皮、铅笔等。实验报告应按所要求的格式完成，否则逐项扣分。实验报告应独立完成，照抄他人者扣分或记零分。古生物学是地质学专业的一门重要专业课古生物学是地质学专业的一门重要专业课教学内容 研究全新世以前的生物界及其发展的科学。研究全新世以前的生物界及其发展的科学。研究保存于地层中的研究保存于地层中的各类化石的形态、结构构造、分类、生态、演化及地史分布，用于确各类化石的形态、结构构造、分类、生态、演化及地史分布，用于确定地层年代、进行地层的划分和对比、分析古地理和古气候、研究生定地层年代、进行地层的划分和对比、分析古地理和古气候、研究生物的演化，为资源勘探服务。物的演化，为资

3、源勘探服务。教学要求 掌握常见古生物类型的形态构造、地史分布、生态环境，并能熟掌握常见古生物类型的形态构造、地史分布、生态环境，并能熟练地用于生物地层划分对比及沉积相分析。练地用于生物地层划分对比及沉积相分析。参考书目1. 1. 武汉地质学院古生物教研室编著武汉地质学院古生物教研室编著, 1980, , 1980, 古生物学教程古生物学教程, , 地质出版社。地质出版社。2. 2. 张永辂、刘冠邦、边立曾等编，张永辂、刘冠邦、边立曾等编，19881988，古生物学，上、，古生物学，上、 下册，地质出版社。下册，地质出版社。古古 生生 物物 学学第一章第一章 绪论绪论第二章第二章 原生动物门：有

4、孔虫目、原生动物门：有孔虫目、“虫筳虫筳”亚目亚目第三章第三章 腔肠动物门：珊瑚纲腔肠动物门：珊瑚纲第四章第四章 软体动物门：腹足纲、双壳软体动物门：腹足纲、双壳纲纲、头足、头足纲纲第五章第五章 节肢动物门：三叶虫节肢动物门：三叶虫纲纲、介形虫亚、介形虫亚纲纲第六章第六章 腕足动物门腕足动物门第七章第七章 半索动物门：笔石半索动物门：笔石纲纲第八章牙形石第八章牙形石第九章古植物：叠层石、高等植物第九章古植物：叠层石、高等植物第十章第十章 孢子花粉孢子花粉古生物学的形成与发展古生物学的形成与发展 最早对化石作出较完整科学说明的，国外首推古希腊哲学家色诺最早对化石作出较完整科学说明的，国外首推古希

5、腊哲学家色诺芬尼（芬尼（Zenophanes,Zenophanes,公元前约公元前约590590年），国内为唐代颜真卿（公元年），国内为唐代颜真卿（公元771771年），他们都在自己的著作中提出高山上的贝壳一度是海洋的生物，年），他们都在自己的著作中提出高山上的贝壳一度是海洋的生物，其后经历了沧海桑田的变化。其后经历了沧海桑田的变化。 16691669年丹麦学者斯坦诺（年丹麦学者斯坦诺（N.Steno,1638-1686N.Steno,1638-1686）建立地层叠覆律，）建立地层叠覆律，是相对地质时代赖以建立的思想基础。英国史密斯是相对地质时代赖以建立的思想基础。英国史密斯(W.Smith,

6、(W.Smith,1769-1839)1769-1839)提出生物层序律，为化石应用于地质学，特别为生物地层提出生物层序律，为化石应用于地质学，特别为生物地层学的发展奠定了思想基础。学的发展奠定了思想基础。 十九世纪末期，专门记述古生物的论著纷纷问世，古生物学作为十九世纪末期，专门记述古生物的论著纷纷问世，古生物学作为一门科学终于完整地建立了。其中较重要的作者有法国的拉马克一门科学终于完整地建立了。其中较重要的作者有法国的拉马克（J.B.Lamarck,1744-1829J.B.Lamarck,1744-1829）古无脊椎动物学创始人、法国居维叶古无脊椎动物学创始人、法国居维叶(G.Cuvie

7、r,1769-1832)(G.Cuvier,1769-1832)古脊椎动物学创始人、法国布朗尼尔古脊椎动物学创始人、法国布朗尼尔(A.T.Brongniart,1801-1876)(A.T.Brongniart,1801-1876)古植物学奠基人。古植物学奠基人。18401840年前古生物学年前古生物学的基础已建立起来。的基础已建立起来。 古生物学至今已有百年以上的历史。古生物学至今已有百年以上的历史。古生物学的形成与发展古生物学的形成与发展 最近几十年来，从生物学角度来研究古生物各类问题的工最近几十年来，从生物学角度来研究古生物各类问题的工作不断发展，古生物学已超越传统的作不断发展，古生物学

8、已超越传统的以描记为主的以描记为主的描述古生描述古生物学物学（palaeontographypalaeontography）和和以分类及应用于地层划分和对比以分类及应用于地层划分和对比为主的为主的化石生物学化石生物学（palaeontologypalaeontology）的范畴，逐渐成为一门的范畴，逐渐成为一门能与现今生物学相比拟而又相互补充的、内容广泛的学科。能与现今生物学相比拟而又相互补充的、内容广泛的学科。现今的现今的古生物学古生物学（palaeobiologypalaeobiology）不仅对古代生物进行分类）不仅对古代生物进行分类和描记，还要研究古代生物的形态、硬体和软体的组成、骨和

9、描记，还要研究古代生物的形态、硬体和软体的组成、骨骼形成的机理、生理机能、功能形态、亲缘关系、生态、地骼形成的机理、生理机能、功能形态、亲缘关系、生态、地理分布、行为方式、遗传、病理等，还要查明生命在地球上理分布、行为方式、遗传、病理等，还要查明生命在地球上是怎样起源，又是怎样发展和进化的。是怎样起源，又是怎样发展和进化的。古生物学与其它学科的关系古生物学与其它学科的关系 地质学为了阐明地壳发展的历史，首先必须了解古生物的发地质学为了阐明地壳发展的历史，首先必须了解古生物的发展史展史，这不仅因为古生物史乃是地质历史的一个组成部分，还因，这不仅因为古生物史乃是地质历史的一个组成部分，还因为研究沉

10、积发育史和构造运动史也都需要古生物学的资料。早期为研究沉积发育史和构造运动史也都需要古生物学的资料。早期古生物学随着地质学的需要而获得有力发展，成为地质学的重要古生物学随着地质学的需要而获得有力发展，成为地质学的重要基础学科。基础学科。 古生物学本身有自身的学科特点，古代生物与现代生物密切古生物学本身有自身的学科特点，古代生物与现代生物密切相联相联，因此古生物学的研究必须借助于现代动物学、植物学、形，因此古生物学的研究必须借助于现代动物学、植物学、形态解剖学、生态学、遗传学等知识，才能得出较为正确的结论，态解剖学、生态学、遗传学等知识，才能得出较为正确的结论，古生物学实际上是广义生物学的一部分

11、。古生物学实际上是广义生物学的一部分。 古生物学和地质学也保持密切的联系古生物学和地质学也保持密切的联系。没有关于地质作用的。没有关于地质作用的一般知识，没有广泛利用地质学资料，特别是沉积学的资料，没一般知识，没有广泛利用地质学资料，特别是沉积学的资料，没有对发现化石的相应地区地质发展史的通盘了解，要想完整阐明有对发现化石的相应地区地质发展史的通盘了解，要想完整阐明古代生物生存条件等一系列问题，也是不可思议的。古代生物生存条件等一系列问题，也是不可思议的。第一章第一章 绪论绪论 第一节第一节 古生物学研究的内容和任务古生物学研究的内容和任务 一、基本概念一、基本概念古生物：古生物：地质历史时期

12、出现的生物地质历史时期出现的生物地质历史时期：地质历史时期：地球形成地球形成全新世以前（约全新世以前（约1万年前）万年前） l l地球形成时间：地球形成时间：45亿年亿年 l l最古老的岩石：最古老的岩石：38亿年亿年 l l目前发现的最古老的化石：目前发现的最古老的化石：32亿年（南非无花果树群亿年（南非无花果树群地层中，原核生物）地层中，原核生物）古生物学：古生物学：研究全新世以前的生物界及其发展的科学。研究全新世以前的生物界及其发展的科学。l研究对象：研究对象：化石化石(fossil)l研究内容：研究内容：古生物的形态、结构构造、分类、地史古生物的形态、结构构造、分类、地史分布、演化和生

13、态等。分布、演化和生态等。l研究任务：研究任务：通过研究各类古生物在各个地质时代和通过研究各类古生物在各个地质时代和地理上的分布特点，从而找出它们的发展和演化规地理上的分布特点，从而找出它们的发展和演化规律，以律，以指导地层的划分和相对地质时代的确定指导地层的划分和相对地质时代的确定，并，并为生物进化理论提供最基本的事实依据。通过对古为生物进化理论提供最基本的事实依据。通过对古生物特征及保存古生物的围岩特征的分析，来生物特征及保存古生物的围岩特征的分析，来恢复恢复各个地质时期的古地理和古气候各个地质时期的古地理和古气候，为研究地壳的海，为研究地壳的海陆变迁和寻找沉积矿产提供必要的资料。陆变迁和

14、寻找沉积矿产提供必要的资料。l研究目的：研究目的：阐明各类古生物的形态和构造特征，阐明各类古生物的形态和构造特征，生活习性和生活方式，地史分布和地理分布，在生活习性和生活方式，地史分布和地理分布，在此基础上总结其发展进化规律，对它们进行合理此基础上总结其发展进化规律，对它们进行合理的分类。此外还要结合保存化石的岩层的特征，的分类。此外还要结合保存化石的岩层的特征，研究古生物的生活环境或埋藏环境，从而推断各研究古生物的生活环境或埋藏环境，从而推断各地质时期的古地理和古气候。地质时期的古地理和古气候。二、古生物学的学科划分二、古生物学的学科划分按研究内容划分按研究内容划分古生物学古生物学古动物学古

15、动物学古脊椎动物古脊椎动物古无脊椎动物古无脊椎动物古植物学古植物学按大小按大小古生物学古生物学微体古生物学微体古生物学大古生物学大古生物学新分支学科：新分支学科：超微古生物学，化石一般在超微古生物学，化石一般在10m以下以下此外还有：此外还有：孢粉学、古生态学、古生物遗迹学等孢粉学、古生态学、古生物遗迹学等油田生产中主要应用：油田生产中主要应用：微体古生物微体古生物现代生物学分类趋势：现代生物学分类趋势：原核生物界、原生生物界、菌物界原核生物界、原生生物界、菌物界、植物界和动物界五界。、植物界和动物界五界。第二节第二节 化石及其保存类型化石及其保存类型 一、化石及其形成条件一、化石及其形成条件

16、 化石的概念：化石的概念：化石化石(fossil)是保存在岩石中的古生物遗体或遗迹，包括：是保存在岩石中的古生物遗体或遗迹，包括：遗体化石（遗体化石（bodyfossil）遗迹化石遗迹化石(tracefossil,inchnofossil)此外，还有人提出了化学化石的概念，即：保留在岩石中的古生物的有机分此外，还有人提出了化学化石的概念，即：保留在岩石中的古生物的有机分子（如生物标志化合物被称作原油的子（如生物标志化合物被称作原油的“指纹指纹”，用于油源对比，用于油源对比)。化石保存条件化石保存条件据据Raup,Stanley(1971)推算，地球上出现过的物种约有推算，地球上出现过的物种约有

17、9.82亿种，而亿种，而Easton(1960)统计，统计，已描述的动物化石的种类只有已描述的动物化石的种类只有13万种万种，仅占原有物种的，仅占原有物种的0.013%，由此可，由此可见，见，化石记录的不完备性，并非所有生物都能形成化石。化石记录的不完备性，并非所有生物都能形成化石。化石的形成和保存应具备如下条件：化石的形成和保存应具备如下条件：生物本身生物本身:具有硬体，数量多。具有硬体，数量多。外部环境：迅速埋藏，免受机械破坏；迅速冷冻；还原环境；沉积外部环境：迅速埋藏，免受机械破坏；迅速冷冻；还原环境；沉积物的粒度细。物的粒度细。石化作用：一定的时间内，经过压实与成岩作用转变成遗体化石。

18、石化作用：一定的时间内，经过压实与成岩作用转变成遗体化石。二、石化作用（二、石化作用（fossilizationfossilization） 使古生物遗体改造成化石的过程（古生物使古生物遗体改造成化石的过程（古生物化石的转变过化石的转变过程），具体有如下几种形式：程），具体有如下几种形式： 充填作用充填作用(impregnation)：生物硬体内的各种空隙被地下水中的矿物生物硬体内的各种空隙被地下水中的矿物质所充填的一种石化作用，如脊椎动物化石，保持硬体原有的特征。质所充填的一种石化作用，如脊椎动物化石，保持硬体原有的特征。交替作用交替作用(replacement)：生物硬体原来的物质被矿物质

19、所置换的生物硬体原来的物质被矿物质所置换的一一种石化作用种石化作用，但仍保留有原来的结构、构造和形态，如硅化木。，但仍保留有原来的结构、构造和形态，如硅化木。重结晶作用：重结晶作用：组成生物硬体的矿物，在地热和地层压力影响下发生脱组成生物硬体的矿物，在地热和地层压力影响下发生脱水、晶体变粗、晶格转化或离子析出而造成的一种石化作用，如珊瑚化水、晶体变粗、晶格转化或离子析出而造成的一种石化作用，如珊瑚化石：由斜方晶系的文石转化为三方晶系的低镁方解石。石：由斜方晶系的文石转化为三方晶系的低镁方解石。升馏碳化作用（升馏碳化作用（carbonization）：生物体中的有机硬体在地热作生物体中的有机硬体

20、在地热作用下，原来组分中的氢、氧、氮等元素发生转移，仅残留下碳质的一种用下，原来组分中的氢、氧、氮等元素发生转移，仅残留下碳质的一种石化作用，如笔石。石化作用，如笔石。三、化石保存类型三、化石保存类型 1.1.实体化石实体化石(bodyfossil)：古生物遗体本身所形成的化石，有以下两种：古生物遗体本身所形成的化石，有以下两种：未变实体：未变实体：如琥珀中的昆虫、冻土中的猛犸象。骨骼和软组织完整保存。如琥珀中的昆虫、冻土中的猛犸象。骨骼和软组织完整保存。变化实体：变化实体：经过石化作用：如珊瑚、腕足类化石。软组织腐烂消失。经过石化作用：如珊瑚、腕足类化石。软组织腐烂消失。2.2.模铸化石：模

21、铸化石：古生物的遗体在围岩中保留下来的痕迹或复铸物，包括四类：古生物的遗体在围岩中保留下来的痕迹或复铸物，包括四类：印痕印痕(impression)：没有硬体的生物或是植物的叶子在岩石层面上留下的痕迹没有硬体的生物或是植物的叶子在岩石层面上留下的痕迹印模（印模（mold）：具有硬体的动物与植物的茎等遗体在岩石中所留下的痕迹，具有硬体的动物与植物的茎等遗体在岩石中所留下的痕迹，包括：内模包括：内模(internalmold)和外模和外模(externalmold)核：核：包括内核包括内核(core)和外核和外核(replica)铸型：生物遗体外覆沉积物，内为沉积物充填，其后，遗体被地下水溶解，所

22、铸型：生物遗体外覆沉积物，内为沉积物充填，其后，遗体被地下水溶解，所留空隙再为其它物质所填充，就构成铸型（留空隙再为其它物质所填充，就构成铸型（cast）。）。古生物的遗体和遗迹以多种形式保存在岩石中，可分五种类型：古生物的遗体和遗迹以多种形式保存在岩石中，可分五种类型：3.3.遗迹化石（遗迹化石（trace fossiltrace fossil）：）：古生物活动时在沉积物表面和内部留下的古生物活动时在沉积物表面和内部留下的痕迹或遗物所形成的一种化石，有两类：痕迹或遗物所形成的一种化石，有两类：痕迹化石：爬行迹、居住迹、觅食迹、耕作迹等。痕迹化石：爬行迹、居住迹、觅食迹、耕作迹等。遗物化石：卵

23、化石、粪便化石等。遗物化石：卵化石、粪便化石等。4.4.生物与沉积作用共同形成的化石：生物与沉积作用共同形成的化石：叠层石、层纹石、核形石。叠层石、层纹石、核形石。5.5.化学化石：化学化石：保存于岩石中的古生物有机分子。保存于岩石中的古生物有机分子。遗迹化石遗迹化石：古人类的石器、骨器古人类的石器、骨器人类发展阶段人类发展阶段腊玛古猿南方古猿早期直立人晚期直立人早期智人晚期智人现代人阶段12345分类猿类过渡阶段的生物正在形成中的人人类功能抓握树枝石块自然工具防御和取食，直立行走使用工具，挖掘根茎、砍斫树木，直立行走能制造和使用工具，有社会、意识、语言及自觉能动性距今年代（万年）140010

24、0040010030010010012124411今考古时代旧石器时代新石器时代（4000年前结束）青铜时代铁器时代早期中期晚期古生物学与考古学比较古生物学考古学概念研究全新世以前的生物界及其发展的科学用实物资料（文化遗存遗迹和遗物）来研究人类古代历史的一门科学研究对象化石（遗体化石：动物骨骼、外壳、植物茎叶等；遗迹化石：动物的足迹、浅穴和鸟类的蛋化石等）。包括人类化石（遗体化石，遗迹化石：印痕化石-足迹、遗物化石-工具及饰品）遗迹：房屋、村落、墓葬等人工建筑和设施，遗物：生产工具、武器、生活用具、礼器等器物，雕塑品、壁画、画像石等，交通工具、葬具、手和足的印痕、耕地等，史前人类的化石或骨骸。

25、仅和人类有关研究时限46亿年1万年300百万年前近代之前研究内容古生物的形态、构造、分类、地史分布、演化、生态等。研究目的阐明各类古生物的形态、结构构造、分类、地史分布、演化、生态等，研究古生物的生活环境或埋藏环境，从而推断各地质时期的古地理和古气候。阐明存在于人类历史发展过程中的客观规律。原地埋藏（原地埋藏（autochthonomousburial）：保存化石的地方是原来生物生长的地方，化石保存相对较完整，不具分选性和定向性，生活于相同环境中的生物常伴生在一起。异地埋藏异地埋藏(heterochthonousburial)：保存化石的地方不是原来生物生长的地方，化石不同程度破碎，分选较好，

26、不同生活环境、不同地质时期的生物混杂，且具有一定的定向性。遗迹化石一般都具有原地生成、原遗迹化石一般都具有原地生成、原地埋藏的特点，因此是分析古环境地埋藏的特点，因此是分析古环境的极好样品。的极好样品。四、原地埋藏和异地埋藏四、原地埋藏和异地埋藏第三节第三节 生物进化的证据生物进化的证据 Grant(1963)估计现生生物有估计现生生物有450万种（已描述了万种（已描述了150万万种，植物约种，植物约50万、动物约万、动物约100万）。以物种的平均持续时间万）。以物种的平均持续时间和分异度的某种假设为依据，和分异度的某种假设为依据，Raup, Stanley(1971)推算出，推算出，地球上出

27、现过的物种约有地球上出现过的物种约有9.82亿种。亿种。 在漫长的地史时期中生活的、数量庞大的各种生物是如在漫长的地史时期中生活的、数量庞大的各种生物是如何形成的？又是如何发展的？为什么会千变万化？彼此之间何形成的？又是如何发展的？为什么会千变万化？彼此之间有什么关系呢？有什么关系呢？古生物学家通过对大量的化石进行研究，证明目前大自然古生物学家通过对大量的化石进行研究，证明目前大自然中各种千奇百怪的生物都是由原始的、简单的生物进化而来中各种千奇百怪的生物都是由原始的、简单的生物进化而来的，进化是生物形成的原因，也是生物发展的方式。的，进化是生物形成的原因，也是生物发展的方式。关于生物进化有三个

28、重要的例证。关于生物进化有三个重要的例证。1 1形态学上的证据形态学上的证据 根据构成根据构成现代动物现代动物体体的的组织组织、器官器官的有的有无及其简单和复杂的无及其简单和复杂的程度，可以把不同类程度，可以把不同类群的动物，从简单到群的动物，从简单到复杂，从低级到高级，复杂，从低级到高级，排出一个序列来。排出一个序列来。 生物形态学资料为生物形态学资料为生物进化提供了一种生物进化提供了一种重要的间接证据，证重要的间接证据，证明了进化是可能的，明了进化是可能的，具备进化的必要条件。具备进化的必要条件。 简单简单复杂、低等复杂、低等高等、辐射对称高等、辐射对称两侧对称两侧对称单细胞单细胞多细胞多

29、细胞两胚层（出现软体组织）两胚层（出现软体组织）三胚层（组织、三胚层（组织、 器官分化）器官分化）真体腔真体腔 组织：组织：由一些形态类似和功能相同的细胞集合而成的细胞群。每种组织完由一些形态类似和功能相同的细胞集合而成的细胞群。每种组织完成一定的机能，如肌肉组织是由许多具伸缩功能的肌肉细胞群组成。成一定的机能，如肌肉组织是由许多具伸缩功能的肌肉细胞群组成。器官：器官：由不同的组织形成器官，所谓器官就是由几种不同类型的组织联合由不同的组织形成器官，所谓器官就是由几种不同类型的组织联合形成的具有一定的形态特征和一定生理机能的结构，如高等动物中的口、形成的具有一定的形态特征和一定生理机能的结构，如

30、高等动物中的口、食道、胃、肠及各种消化腺。食道、胃、肠及各种消化腺。器官系统：器官系统：一些在机能上有密切联系的器官联合起来完成一定的生理机能，一些在机能上有密切联系的器官联合起来完成一定的生理机能，即成为器官系统，如高等动物中的口、食道、胃、肠及各种消化腺有机地即成为器官系统，如高等动物中的口、食道、胃、肠及各种消化腺有机地结合起来形成消化系统。结合起来形成消化系统。 2 2胚胎学的例证胚胎学的例证 在有性生殖中，多细胞动物都是从一个受精卵开始，经过卵细胞分裂、组织分化、在有性生殖中，多细胞动物都是从一个受精卵开始，经过卵细胞分裂、组织分化、器官形成直到性成熟，多细胞动物这种从受精卵起到成体

31、为止的整个发育过程称为器官形成直到性成熟，多细胞动物这种从受精卵起到成体为止的整个发育过程称为个体发育。不同动物类群的个体发育十分复杂，各有其不同的特点，但是，在它们个体发育。不同动物类群的个体发育十分复杂，各有其不同的特点，但是，在它们早期的胚胎发育中，开始的几个主要阶段是基本相同的。早期的胚胎发育中，开始的几个主要阶段是基本相同的。1. 1. 卵子受精卵子受精2. 2. 卵裂卵裂3. 3. 囊胚的形成囊胚的形成4. 4. 原肠胚的形成原肠胚的形成5. 5. 中胚层及体腔的形成中胚层及体腔的形成（1 1）端细胞法）端细胞法原口动物以原口动物以此法形成中胚层和体腔此法形成中胚层和体腔（2 2）

32、体腔囊法）体腔囊法后口动物以后口动物以此法形成中胚层和体腔此法形成中胚层和体腔6. 6. 胚层的分化胚层的分化三个胚层进一步分化，便形成动物体的各种组织、器官和系统。三个胚层进一步分化，便形成动物体的各种组织、器官和系统。 外胚层外胚层分化成分化成 皮肤的表皮及其衍生物如毛、鳞、爪等，脑和神经系皮肤的表皮及其衍生物如毛、鳞、爪等，脑和神经系 统；统； 中胚层中胚层分化成分化成 皮肤的内层、肌肉、脊索、骨骼、结缔组织、内脏器皮肤的内层、肌肉、脊索、骨骼、结缔组织、内脏器官外膜、生殖系统、排泄系统、循环系统等；官外膜、生殖系统、排泄系统、循环系统等； 内胚层内胚层分化成分化成 消化道和呼吸道的上皮

33、、消化道的衍生物肝、胰和呼消化道和呼吸道的上皮、消化道的衍生物肝、胰和呼吸器官等。吸器官等。 对于各类多细胞动物都从一个受精卵对于各类多细胞动物都从一个受精卵开始发育，胚胎早期发育的几个阶段的开始发育，胚胎早期发育的几个阶段的相似性，以及以后各类生物的胚胎逐渐相似性，以及以后各类生物的胚胎逐渐变得各不相同等事实，德国生物学家黑变得各不相同等事实，德国生物学家黑克尔克尔(Haeckel(Haeckel，1866)1866)根据当时胚胎学根据当时胚胎学方面的大量资料，在达尔文进化论的影方面的大量资料，在达尔文进化论的影响下，提出了生物重演律的理论。响下，提出了生物重演律的理论。生物重演律生物重演律

34、：生物发展史可分为相互密生物发展史可分为相互密切联系的两部分，即个体发育史和系统切联系的两部分，即个体发育史和系统发生史（发生史（指由同一起源所产生的生物类指由同一起源所产生的生物类群的起源和进化历史群的起源和进化历史），个体发育史是），个体发育史是系统发生史的简单而迅速的重演。系统发生史的简单而迅速的重演。 生物总是在其个体发育的早期体现其生物总是在其个体发育的早期体现其祖先的特征，然后才体现其本身较进步祖先的特征，然后才体现其本身较进步的特征，所以从生物的个体发育可以看的特征，所以从生物的个体发育可以看到其类群系统发生的简单缩影。到其类群系统发生的简单缩影。 生物的进化是有顺序的，与形态学

35、生物的进化是有顺序的，与形态学基本一致，并都起源于原始的单细胞生基本一致，并都起源于原始的单细胞生物的祖先物的祖先 胚胎学研究粗略反映了生物进化胚胎学研究粗略反映了生物进化的梗概，但不能提供生物进化中各的梗概，但不能提供生物进化中各类生物的真实资料。类生物的真实资料。7 7生物重演律生物重演律个体发育个体发育：在有性生殖过程中，多细胞动物从一个受精卵开始，经过细在有性生殖过程中，多细胞动物从一个受精卵开始，经过细胞分裂、组织分化、器官形成直到性成熟，成为成体的整个发育过程。胞分裂、组织分化、器官形成直到性成熟，成为成体的整个发育过程。系统发生系统发生：指由同一起源所产生的生物类群的起源和进化历

36、史。指由同一起源所产生的生物类群的起源和进化历史。古生物学的例证古生物学的例证 古生物资料来源于保存在地层中的化石，由于化石的形成和古生物资料来源于保存在地层中的化石，由于化石的形成和保存条件的客观限制，使古生物学的资料不很完整，但是，化保存条件的客观限制，使古生物学的资料不很完整，但是，化石是地史时期生物存在的客观证据，从老到新的不同地质年代石是地史时期生物存在的客观证据，从老到新的不同地质年代的地层中，不同古生物类群先后出现的顺序是生物进化的真实的地层中，不同古生物类群先后出现的顺序是生物进化的真实纪录，所以，古生物学资料为生物的进化理论提供了直接的证纪录，所以，古生物学资料为生物的进化理

37、论提供了直接的证据。据。 32亿年前，南非无花果树统中发现海生细菌和蓝藻化石，是没亿年前，南非无花果树统中发现海生细菌和蓝藻化石，是没有细胞核的原核单细胞植物。有细胞核的原核单细胞植物。 在距今约在距今约19亿年前的加拿大冈弗林特组中，出现了保存较好的丝状体亿年前的加拿大冈弗林特组中，出现了保存较好的丝状体蓝藻化石，为原核多细胞植物。从原核单细胞到原核多细胞植物，经过蓝藻化石，为原核多细胞植物。从原核单细胞到原核多细胞植物，经过13亿年的演化，个体也变大了。亿年的演化，个体也变大了。 又经过又经过5亿年，在距今约亿年，在距今约14亿年前的美国加里福尼亚的贝克泉组中发亿年前的美国加里福尼亚的贝克

38、泉组中发现有细胞核的真核单细胞生物。从原核细胞发展出真核细胞经过现有细胞核的真核单细胞生物。从原核细胞发展出真核细胞经过18亿年。亿年。 距今约距今约10亿年前，美国蒙大拿的贝尔特统中，发现过可能是鞭毛虫类的原生亿年前，美国蒙大拿的贝尔特统中，发现过可能是鞭毛虫类的原生动物化石。现代鞭毛虫可营动物性异养生活方式和植物性自养生活方式，这种双动物化石。现代鞭毛虫可营动物性异养生活方式和植物性自养生活方式，这种双重特性表明，动物和植物具有共同的起源。动物最早出现于重特性表明，动物和植物具有共同的起源。动物最早出现于10亿年前。亿年前。 最早的多细胞动物化石，发现于澳大利亚南部埃迪卡拉距今约最早的多细

39、胞动物化石，发现于澳大利亚南部埃迪卡拉距今约67亿年前的亿年前的庞德石英岩中，称为埃迪卡拉动物群。只有软体，呈印痕化石，主要是腔肠动物庞德石英岩中，称为埃迪卡拉动物群。只有软体，呈印痕化石，主要是腔肠动物化石。化石。 距今约距今约5亿年前的寒武纪，是无脊椎动物的一个大发展时期，开始出现了具有硬亿年前的寒武纪，是无脊椎动物的一个大发展时期，开始出现了具有硬体的动物。寒武纪初，出现了大量多门类的小型具壳动物，个体微小，壳长一般在体的动物。寒武纪初，出现了大量多门类的小型具壳动物，个体微小，壳长一般在0.64毫米之间，数量多，壳的构造简单，特征原始，但分化迅速，代表了动物界毫米之间，数量多，壳的构造

40、简单，特征原始，但分化迅速，代表了动物界的一个飞跃发展时期，称为小壳动物群。的一个飞跃发展时期，称为小壳动物群。 不久，节肢动物三叶虫开始出现，而且很快繁盛起来，占海生动物种类总数的不久，节肢动物三叶虫开始出现，而且很快繁盛起来，占海生动物种类总数的60%70%60%70%，故寒武纪又称三叶虫时代。，故寒武纪又称三叶虫时代。 脊椎动物化石出现在距今约脊椎动物化石出现在距今约4.4亿年前的奥陶纪，如美国科罗拉多中奥陶统中亿年前的奥陶纪，如美国科罗拉多中奥陶统中的星甲鱼，属无颌类，不算真正的鱼类。具有上、下颌和偶鳍的有颌鱼类出现于的星甲鱼，属无颌类，不算真正的鱼类。具有上、下颌和偶鳍的有颌鱼类出现

41、于4.1亿年前的晚志留世，如苏格兰下泥盆统中的栅鱼，但体内仍以脊索为主。亿年前的晚志留世，如苏格兰下泥盆统中的栅鱼，但体内仍以脊索为主。具有脊椎骨的鱼类出现在苏格兰中泥盆统中，如鳕鳞鱼。具有脊椎骨的鱼类出现在苏格兰中泥盆统中，如鳕鳞鱼。 往两栖类发展的是硬骨鱼类中的总鳍鱼类，如骨鳞鱼，也是发现在苏格兰往两栖类发展的是硬骨鱼类中的总鳍鱼类，如骨鳞鱼，也是发现在苏格兰中泥盆统中。骨鳞鱼有内鼻孔，表明空气可以从外鼻孔进入口腔，再经气管进中泥盆统中。骨鳞鱼有内鼻孔，表明空气可以从外鼻孔进入口腔，再经气管进入入“肺部肺部”，因此，骨鳞鱼已具有陆生动物的，因此，骨鳞鱼已具有陆生动物的“肺肺”了。了。 泥盆

42、纪是鱼类繁盛时期，称为鱼类时代。泥盆纪是鱼类繁盛时期，称为鱼类时代。 原始两栖类化石的最早代表是鱼石螈，出现在格陵兰的晚泥盆世。牙齿有原始两栖类化石的最早代表是鱼石螈，出现在格陵兰的晚泥盆世。牙齿有迷路构造，头部和肩带之间开始分开，有爬行的四肢，但是，体表仍披着细小迷路构造，头部和肩带之间开始分开，有爬行的四肢，但是，体表仍披着细小的鳞片，头部有鳃盖的残余，有鱼类的尾鳍，这些特征表明鱼石螈是一类原始的鳞片，头部有鳃盖的残余，有鱼类的尾鳍，这些特征表明鱼石螈是一类原始两栖动物。两栖类繁盛在石炭两栖动物。两栖类繁盛在石炭二叠纪，这个时期称为两栖类时代。二叠纪，这个时期称为两栖类时代。 较原始的爬行

43、类化石代表是美国晚石炭世的林蜥。没有鳃盖痕迹，颈椎更较原始的爬行类化石代表是美国晚石炭世的林蜥。没有鳃盖痕迹，颈椎更长更灵活，四肢短而壮，卵具羊膜，外面有卵壳。长更灵活，四肢短而壮，卵具羊膜，外面有卵壳。 爬行类在中生代进入了大发展时期，它们绝大多数生活在陆地上，少数向水爬行类在中生代进入了大发展时期，它们绝大多数生活在陆地上，少数向水中或空中发展，成为当时最占优势的脊椎动物，故中生代又称爬行类时代。中或空中发展，成为当时最占优势的脊椎动物，故中生代又称爬行类时代。 最早的鸟类化石是始祖鸟，发现在距今约最早的鸟类化石是始祖鸟，发现在距今约1.4亿年前的德国巴戈利亚晚侏罗亿年前的德国巴戈利亚晚侏

44、罗世的索伦霍芬石印灰岩中。与鸽子比较，相同点：全身披羽毛，前肢成翼，后肢世的索伦霍芬石印灰岩中。与鸽子比较，相同点：全身披羽毛，前肢成翼，后肢4趾，趾，3个向前，个向前，1个向后；不同点：有长尾，前肢个向后；不同点：有长尾，前肢3趾，趾端有爪，颌上有齿。趾，趾端有爪，颌上有齿。哺乳类起源于爬行动物的兽孔类，如南非早三叠世的犬颌兽，特征接近哺乳类。哺乳类起源于爬行动物的兽孔类，如南非早三叠世的犬颌兽，特征接近哺乳类。 最早的哺乳动物化石可以摩尔根兽为代表，出现在欧洲和亚洲的上三叠统中。最早的哺乳动物化石可以摩尔根兽为代表，出现在欧洲和亚洲的上三叠统中。具单一颌骨组成的下颌骨，但留有原来小颌骨愈合

45、的残痕，牙齿已分化成门齿、具单一颌骨组成的下颌骨，但留有原来小颌骨愈合的残痕，牙齿已分化成门齿、犬齿、前臼齿、臼齿。犬齿、前臼齿、臼齿。 具有胎盘的哺乳类称为真兽，其最早的化石代表是食虫类，如发现于蒙古晚白具有胎盘的哺乳类称为真兽，其最早的化石代表是食虫类，如发现于蒙古晚白垩世的重褶齿猬。有胎盘的哺乳类进入新生代后，占据整个哺乳动物种类的垩世的重褶齿猬。有胎盘的哺乳类进入新生代后，占据整个哺乳动物种类的95%，并取代爬行动物成为新生代最占优势的脊椎动物，新生代又称为哺乳类时代。，并取代爬行动物成为新生代最占优势的脊椎动物，新生代又称为哺乳类时代。l各类生物的出现都有一定的先后顺序。各类生物的出

46、现都有一定的先后顺序。l原核单细胞生物原核单细胞生物真核单细胞生物真核单细胞生物真核多细胞生物。真核多细胞生物。l动物界的发生晚于并起源于植物界。动物界的发生晚于并起源于植物界。l单细胞动物单细胞动物多细胞动物多细胞动物无脊椎动物无脊椎动物脊椎动物鱼类脊椎动物鱼类两栖类两栖类爬行类爬行类哺乳类。哺乳类。l海生单细胞植物菌、藻类海生单细胞植物菌、藻类裸蕨植物裸蕨植物裸子植物裸子植物被子被子植物。植物。l一切陆生的动物和植物都是从海生生物发展起来的。一切陆生的动物和植物都是从海生生物发展起来的。l进化速度越来越快。进化速度越来越快。古生物学资料为生物的进化理论提供了直接的证据古生物学资料为生物的进

47、化理论提供了直接的证据生物进化的总体趋势生物进化的总体趋势结构构造：简单结构构造：简单复杂复杂生物类型：低级生物类型：低级高级高级生物种类：少生物种类：少多多 生活环境：海洋生活环境：海洋陆地陆地空中空中 第四节第四节 物种的形成物种的形成 生物是进化发展的，生物进化的实质，就是物种的起源和演变。生物是进化发展的，生物进化的实质，就是物种的起源和演变。物种既是生物分类的基本单位，也是生物进化的基本单位。物种既是生物分类的基本单位，也是生物进化的基本单位。 现代生物学对物种的考察：现代生物学对物种的考察：自然界的各种生物，根据其形态、生自然界的各种生物，根据其形态、生理和生态等特征，在分类学上都

48、属于一定的种，即物种理和生态等特征，在分类学上都属于一定的种，即物种。一个物种一个物种由许多个体所组成，同一物种的各个个体具有共同的基因库由许多个体所组成，同一物种的各个个体具有共同的基因库。在一。在一个物种所居住的地方，由于环境的差异，有的地方比较有利于生存，个物种所居住的地方，由于环境的差异，有的地方比较有利于生存，有的地方比较不利于生存，因此，有的地方比较不利于生存，因此，一个物种的个体，常常成群分散一个物种的个体，常常成群分散居住在各个有利生存的小区内。这些居住在同一小区内的一群个体居住在各个有利生存的小区内。这些居住在同一小区内的一群个体称为称为居群居群，各个，各个居群之间虽然彼此分

49、散，但仍可以通过迁移而杂交，居群之间虽然彼此分散，但仍可以通过迁移而杂交，进行基因交流，使物种保持一个统一的生殖群体进行基因交流，使物种保持一个统一的生殖群体，亦即保持同一个，亦即保持同一个基因库。因此，物种是由占有一定空间的居群所组成，同种个体在基因库。因此，物种是由占有一定空间的居群所组成，同种个体在形态、生理和生态上基本相同，彼此杂交能育，形态、生理和生态上基本相同，彼此杂交能育，不同物种之间，一不同物种之间，一般是杂交不育，呈遗传隔离的般是杂交不育，呈遗传隔离的，分属不同的基因库。，分属不同的基因库。一、基本概念一、基本概念 A1B1C1D1A2B2C2D2A3B3C3D3群落群落1

50、1群落群落2 2群落群落3 3居群（居群（population）：在特定的环境中相互培育的个体群。在特定的在特定的环境中相互培育的个体群。在特定的环境中不同居群是由不同的物种构成的，同一居群是由同一物种的不同环境中不同居群是由不同的物种构成的，同一居群是由同一物种的不同个体组成。个体组成。群落（群落（community）：一定区域内各种生物（动物和植物）居群的集一定区域内各种生物（动物和植物）居群的集合体。合体。物种（物种（specise）：就有性繁殖的生物而言，物种就是能够相互配育的就有性繁殖的生物而言，物种就是能够相互配育的自然居群的集合，他们与其他不同类居群之间存在生殖隔离自然居群的集合