哺乳动物系统发育与演化.ppt

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1、哺乳动物的系统发育与演化哺乳动物的系统发育与演化姓名：朱小珊姓名：朱小珊学号：学号：10700928概述包括人类的哺乳动物是一支演化非常包括人类的哺乳动物是一支演化非常成功、在现代地球上占主导地位的脊椎动成功、在现代地球上占主导地位的脊椎动物，现生的哺乳动物约有物，现生的哺乳动物约有1074属，属，4400种，而化石哺乳动物目前已知约有种，而化石哺乳动物目前已知约有4400属，属，由此可知，哺乳动物中至少由此可知，哺乳动物中至少75%的属已经的属已经绝灭，其中一部分保存为化石，是我们研绝灭，其中一部分保存为化石，是我们研究哺乳动物系统发育和演化的实物证据。究哺乳动物系统发育和演化的实物证据。l

2、 l一、哺乳动物的系统发育一、哺乳动物的系统发育l l二、哺乳动物的分异二、哺乳动物的分异l l三、哺乳动物的特征演化三、哺乳动物的特征演化l l四、哺乳动物的演化与环境变化四、哺乳动物的演化与环境变化概述系统发育系统发育指哺乳动物指哺乳动物演化过程演化过程中源于裔亲的相中源于裔亲的相互关系，是我们了解动物演化、地理分布、互关系，是我们了解动物演化、地理分布、生物多样性、生态和行为等若干生物特性生物多样性、生态和行为等若干生物特性的基础。的基础。系统发育为系统发育为不可重复不可重复的历史事件。的历史事件。一、哺乳动物的系统发育一、哺乳动物的系统发育哺乳动物哺乳动物定义（以系统发育分类学观点）定

3、义（以系统发育分类学观点）由由单孔类和兽类单孔类和兽类的共同祖先及其所有的共同祖先及其所有后裔构成的一个支系。后裔构成的一个支系。因基于两个现生类群，此定义下的哺因基于两个现生类群，此定义下的哺乳动物为一冠群（乳动物为一冠群（crown group），哺乳），哺乳动物具有一些动物具有一些区别于其他脊椎动物区别于其他脊椎动物的物化的物化特征。如：毛发、乳腺、温血、齿特征。如：毛发、乳腺、温血、齿-鳞骨颌鳞骨颌关节、中耳具三块听小骨以及二出齿等。关节、中耳具三块听小骨以及二出齿等。一、哺乳动物的系统发育从大类上讲，按上述定义的哺乳动物从大类上讲，按上述定义的哺乳动物还包括了还包括了若干已灭绝若干已

4、灭绝的类群，如多瘤齿兽的类群，如多瘤齿兽类、三尖齿兽类、对齿兽类以及磔齿兽类类、三尖齿兽类、对齿兽类以及磔齿兽类等。等。一、哺乳动物的系统发育传统的哺乳动物学研究着重于传统的哺乳动物学研究着重于牙齿形态牙齿形态的特征，的特征，Mckenna以支序为分类学观点和以支序为分类学观点和牙齿形态为主要性状对哺乳动物系统分类所牙齿形态为主要性状对哺乳动物系统分类所做的探索就是一个很好的例子。在过去的做的探索就是一个很好的例子。在过去的20多年中，有关的研究在结合现生生物学和各多年中，有关的研究在结合现生生物学和各种现代科技的基础上，扩大到了对种现代科技的基础上，扩大到了对头骨、耳头骨、耳区结构、头后骨骼

5、、颅内结构区结构、头后骨骼、颅内结构等的精细解剖等的精细解剖学上，我们对生物体更广泛和深入的认识使学上，我们对生物体更广泛和深入的认识使重建系统发育的基础得以扩大。重建系统发育的基础得以扩大。一、哺乳动物的系统发育基于形态学的基于形态学的传统传统哺乳动物系统发育研哺乳动物系统发育研究由于究由于现代分子生物学现代分子生物学的参与而发生了重大的参与而发生了重大变化，成为哺乳动物研究最新、最活跃的领变化，成为哺乳动物研究最新、最活跃的领域之一，分子生物学在哺乳动物系统发育研域之一，分子生物学在哺乳动物系统发育研究中的应用主要集中在究中的应用主要集中在两个方面两个方面，一是根据，一是根据物种间基因序列

6、的异同来确定物种的系统发物种间基因序列的异同来确定物种的系统发育关系；二是根据这些异同来推测哺乳动物育关系；二是根据这些异同来推测哺乳动物支系的分异时间。支系的分异时间。一、哺乳动物的系统发育虽然分子系统学对占哺乳动物虽然分子系统学对占哺乳动物75%的绝的绝灭部分的相互关系仍然无能为力，但它在灭部分的相互关系仍然无能为力，但它在现现生群生群的基础上对上述两个方面的研究与传统的基础上对上述两个方面的研究与传统的以的以形态学形态学为基础的研究存在许多重大的为基础的研究存在许多重大的分分歧歧。从形态特征上看是同一物种的，但从分从形态特征上看是同一物种的，但从分子系统学的角度分析基因却不是同一物种。子

7、系统学的角度分析基因却不是同一物种。例如：鲸类和偶蹄类传统上被认为是两例如：鲸类和偶蹄类传统上被认为是两个特征明确的支系，各成一个目。个特征明确的支系，各成一个目。一、哺乳动物的系统发育但但分子系统学分子系统学的研究则表明现生鲸类与偶的研究则表明现生鲸类与偶蹄类中河马最接近，从而打破了鲸类和偶蹄类蹄类中河马最接近，从而打破了鲸类和偶蹄类各自成一单系类群的传统看法。各自成一单系类群的传统看法。传统的以形态学为基础的哺乳动物系统并传统的以形态学为基础的哺乳动物系统并没有表现出明显的没有表现出明显的地域性地域性，它在特征分异不太，它在特征分异不太明显的门类的关系上，如传统的食虫类，也是明显的门类的关

8、系上，如传统的食虫类，也是一直没有令人满意的结果。一直没有令人满意的结果。分子系统学分子系统学却分辨出了劳亚兽类和非洲兽却分辨出了劳亚兽类和非洲兽类两个有明显的地理分布和起源的大类群。类两个有明显的地理分布和起源的大类群。一、哺乳动物的系统发育同时同时地史时期地史时期中大陆块的相互关系对哺乳中大陆块的相互关系对哺乳动物各支系的起源和演化具有重要的影响，更动物各支系的起源和演化具有重要的影响，更重要的是分子生物学的结论对传统形态学建立重要的是分子生物学的结论对传统形态学建立的哺乳动物系统的哺乳动物系统提出了挑战提出了挑战。但因为分子生物。但因为分子生物学研究的范围和分析方法上仍然有其缺陷，不学研

9、究的范围和分析方法上仍然有其缺陷，不同研究之间也存有不一致结论，进一步的工作同研究之间也存有不一致结论，进一步的工作有待开展。有待开展。二、哺乳动物的分异虽然最早的哺乳动物可追溯到虽然最早的哺乳动物可追溯到侏罗纪中期侏罗纪中期或早期或早期，但传统的看法认为，现生真兽类的主，但传统的看法认为，现生真兽类的主要类群是在要类群是在恐龙灭后的老古近纪早期恐龙灭后的老古近纪早期，以一种，以一种爆发式的形式辐射演化出来，这种看法所依据爆发式的形式辐射演化出来，这种看法所依据的是现生哺乳动物目的最早化石在的是现生哺乳动物目的最早化石在古近纪早期古近纪早期的分布以及它们在的分布以及它们在白垩纪白垩纪-古近纪古

10、近纪界限前的普遍界限前的普遍缺失。化石记录与分子生物钟之间的差别有几缺失。化石记录与分子生物钟之间的差别有几种解释种解释:(1)化石的缺失；化石的缺失；(2)形态上未分异；形态上未分异；(3)起源地未知；起源地未知；(4)分子生物钟有误。分子生物钟有误。三、哺乳动物的特征演化哺乳动物哺乳动物特征的演化特征的演化是研究哺乳动物演化是研究哺乳动物演化的一个重要方面，的一个重要方面，它与系统发育它与系统发育的研究是分不的研究是分不开的，由于基本上只有开的，由于基本上只有骨骼等硬体组织骨骼等硬体组织能保存能保存为化石，因此哺乳动物特征演化的研究主要集为化石，因此哺乳动物特征演化的研究主要集中在中在骨骼

11、系统骨骼系统中，如牙齿、头骨和头后骨骼。中，如牙齿、头骨和头后骨骼。现生哺乳动物现生哺乳动物个体发育个体发育的研究也为特征的的研究也为特征的演化提供了重要线索，这些研究往往和特征的演化提供了重要线索，这些研究往往和特征的功能相关联。功能相关联。三、哺乳动物的特征演化对哺乳动物特征演化研究最为经典且仍然对哺乳动物特征演化研究最为经典且仍然是最为活跃的一个区域是哺乳动物是最为活跃的一个区域是哺乳动物中耳和内耳中耳和内耳的演化。哺乳动物与其他脊椎动物在的演化。哺乳动物与其他脊椎动物在听觉上听觉上的的一个很大差别在于，前者能听到一个很宽的声一个很大差别在于，前者能听到一个很宽的声音频率，尤其是高频的声

12、音，哺乳动物能听到音频率，尤其是高频的声音，哺乳动物能听到的平均高频声音的上限大约为的平均高频声音的上限大约为54kHz，而爬行，而爬行动物、鸟类所能听到的高频率声音上限约在动物、鸟类所能听到的高频率声音上限约在1012kHz左右。左右。三、哺乳动物的特征演化化石记录中可见到化石记录中可见到齿骨后骨齿骨后骨逐渐缩小并成逐渐缩小并成为为听觉器官听觉器官的记录。在哺乳动物的近亲中，这的记录。在哺乳动物的近亲中，这些齿骨后骨同时具有些齿骨后骨同时具有咀嚼和听咀嚼和听的功能，但齿骨的功能，但齿骨后骨是如何与齿骨分享并移入颅基部成为专功后骨是如何与齿骨分享并移入颅基部成为专功听觉的结构一直是一个未解的问

13、题。听觉的结构一直是一个未解的问题。爬兽狭窄的脑腔，颌关节与耳区的紧密关爬兽狭窄的脑腔，颌关节与耳区的紧密关系表明，齿骨后骨与齿骨的分离与脑颅的膨大系表明，齿骨后骨与齿骨的分离与脑颅的膨大以及耳区与颌关节的距离大小并以及耳区与颌关节的距离大小并无直接关系无直接关系，而与听觉器官和咀嚼器官的而与听觉器官和咀嚼器官的不断优化改善有关不断优化改善有关，也支持了哺乳动物中耳的单一起源假说。也支持了哺乳动物中耳的单一起源假说。四、哺乳动物的演化与环境变化生物演化生物演化不是在真空中而是在不断且无规不是在真空中而是在不断且无规律的环境变化中进行的。因此，生物演化也许律的环境变化中进行的。因此，生物演化也许

14、不仅仅是有机体自身的现象，而是有机体之间不仅仅是有机体自身的现象，而是有机体之间以及它们与以及它们与无机环境无机环境互动结果。互动结果。地史当中地球环境发生过许多巨大的变化，地史当中地球环境发生过许多巨大的变化，如地壳板块的变化，由此产生的洋流和气候的如地壳板块的变化，由此产生的洋流和气候的变化，这些变化与哺乳动物演化之间的关系并变化，这些变化与哺乳动物演化之间的关系并不是十分清楚，但却是当前的一个重要研究领不是十分清楚，但却是当前的一个重要研究领域。域。四、哺乳动物的演化与环境变化通过研究通过研究欧洲古哺乳动物群欧洲古哺乳动物群和和中亚第三纪中亚第三纪的哺乳动物的哺乳动物表明，表明，环境和气候环境和气候的变化很可能对的变化很可能对哺乳动物的演化产生了影响。哺乳动物的演化产生了影响。动物群演替动物群演替与与环环境的关系境的关系研究虽然在近研究虽然在近10年来有了很大的进展，年来有了很大的进展，但仍处于一个但仍处于一个初期阶段初期阶段，在亚洲尤其如此，许，在亚洲尤其如此，许多问题需要得到解决，如地层的年龄精确测定，多问题需要得到解决，如地层的年龄精确测定，化石在地层上准确分布和系统采集，许多空白化石在地层上准确分布和系统采集，许多空白地区有待工作，以及缺乏系统的多学科交叉研地区有待工作，以及缺乏系统的多学科交叉研究等。究等。