4-古生物与古环境解析.ppt

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1、第四章第四章古生物与古环境古生物与古环境1第四章第四章 古生物与古环境古生物与古环境1生物的生活方式生物的生活方式2影响生物的生存因素影响生物的生存因素3生物之间的生态关系生物之间的生态关系4群落与生态系群落与生态系5古生态环境的分析方法古生态环境的分析方法2第一节第一节生物的生活方式生物的生活方式一、水生生物：一、水生生物：分三种类型：分三种类型：浮游生物、游泳生物、底栖生物浮游生物、游泳生物、底栖生物1浮游生物：浮游生物：无真正的浮游器官，常随波逐流，无真正的浮游器官，常随波逐流，被动地漂在水中。该类生物身体一般呈被动地漂在水中。该类生物身体一般呈辐射对辐射对称，个体微小，骨骼不发育称，个

2、体微小，骨骼不发育或质量轻。可分为或质量轻。可分为浮游动物和浮游植物。浮游动物和浮游植物。如：抱球虫、放射虫、如：抱球虫、放射虫、硅藻和颗石藻等。硅藻和颗石藻等。33/4/202341.浮游生物浮游生物(Plankton)4一、水生生物：一、水生生物：2游泳生物游泳生物(Nekton)：具有游泳器官，具有游泳器官，能主动游泳，多能主动游泳，多呈流线型，两侧呈流线型，两侧对称，其运动、对称，其运动、捕食和感觉器官捕食和感觉器官均较发达。均较发达。如鱼如鱼类、鲸类类、鲸类。第一节第一节生物的生活方式生物的生活方式5第一节第一节生物的生活方式生物的生活方式一、水生生物：一、水生生物：3底栖生物：底栖

3、生物：生活在水层底部，脱离不开基底的生活在水层底部，脱离不开基底的生物生物（1）表生底栖：）表生底栖：居住在海底表面生活，可分为居住在海底表面生活，可分为固着底栖固着底栖和和游移底栖游移底栖。（2 2）内生底栖：）内生底栖：居住在海底沉积物内部，营掘居住在海底沉积物内部，营掘穴或钻孔生活。穴或钻孔生活。63/4/20237固着底栖固着底栖73/4/20238内生底栖内生底栖83/4/20239内生底栖内生底栖9第一节第一节生物的生活方式生物的生活方式二、陆生生物二、陆生生物1.固着生活固着生活(Fixedmodeoflife)：植物植物2.陆地上的运动陆地上的运动(Movementonland

4、)(1)爬行爬行(crawling)通过体肌的收缩，如蠕虫、昆虫幼通过体肌的收缩，如蠕虫、昆虫幼虫等，或应用特殊的器官，如腹足动物的足虫等，或应用特殊的器官，如腹足动物的足(2)行走行走(walking)利用分节的附肢，例如节肢动物及利用分节的附肢，例如节肢动物及脊椎动物：脊椎动物：奔跑；奔跑；攀缘攀缘跳跃跳跃潜穴。潜穴。(有的又有的又回到水中生活回到水中生活)3.飞翔飞翔(Flight)101 1、底质、底质2 2、温度、温度3 3、水深、水深4 4、光线、光线5 5、盐度、盐度6 6、气体、气体7 7、海拔、海拔8 8、生物因素、生物因素第二节第二节影响生物生存的因素影响生物生存的因素11

5、地史时期的生物之间关系可以概况为地史时期的生物之间关系可以概况为2大类：大类：对抗和共生关系，各大类又可以分为对抗和共生关系，各大类又可以分为3小类。小类。第三节第三节生物之间的生态关系生物之间的生态关系121、抗生关系、抗生关系v抗生关系抗生关系(又称相克关系又称相克关系)表示一种生物受到另一种生物的表示一种生物受到另一种生物的危害，而施加危害的生物本身毫无影响危害，而施加危害的生物本身毫无影响.v如如“红潮红潮”现象现象:浮游植物、原生动物或细菌爆发性浮游植物、原生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种有害生态现增殖或高度聚集而引起水体变色的一种有害生态现象。象。使成千上万的鱼

6、群及底栖动物出于水体底部的污染，使成千上万的鱼群及底栖动物出于水体底部的污染，或氧气不足而大量死亡。或氧气不足而大量死亡。v抗生现象还包括由于细菌造成的传染病而死亡。抗生现象还包括由于细菌造成的传染病而死亡。131、抗生关系、抗生关系赤潮是一个历史沿用名，它并不一定都是红色，实赤潮是一个历史沿用名，它并不一定都是红色，实际上是许多赤潮的统称。际上是许多赤潮的统称。赤潮发生的原因、种类、和数量的不同，水体会呈赤潮发生的原因、种类、和数量的不同，水体会呈现不同的颜色，有红颜色或砖红颜色、绿色、黄色、现不同的颜色，有红颜色或砖红颜色、绿色、黄色、棕色等。值得指出的是，某些赤潮生物（如膝沟藻、棕色等。

7、值得指出的是，某些赤潮生物（如膝沟藻、裸甲藻、梨甲藻等）引起赤潮有时并不引起海水呈裸甲藻、梨甲藻等）引起赤潮有时并不引起海水呈现任何特别的颜色。现任何特别的颜色。142、捕食关系、捕食关系v捕食关系是由食肉动物捕杀其他生物而获捕食关系是由食肉动物捕杀其他生物而获得营养，在生物界相当普遍。得营养，在生物界相当普遍。v例如一只蜻蜓捕食蝴蝶，蜻蜓又被青蛙捕例如一只蜻蜓捕食蝴蝶，蜻蜓又被青蛙捕食，青蛙被蛇捕食，蛇又被鹰所捕食，组食，青蛙被蛇捕食，蛇又被鹰所捕食，组成一条食物链成一条食物链.15v捕食关系在自然界中非常常见，但在化石记录中捕食关系在自然界中非常常见，但在化石记录中能够保存下来的证据却非常

8、贫乏，因为真正成功能够保存下来的证据却非常贫乏，因为真正成功的捕食由于已被完全吃掉，无法保存为化石的捕食由于已被完全吃掉，无法保存为化石;v不成功的捕食，不成功的捕食，由于留下被吃后残留的痕遗，或由于留下被吃后残留的痕遗，或被捕捉又逃去的幸存者留下的伤痕，才能保存为被捕捉又逃去的幸存者留下的伤痕，才能保存为化石化石.16v化石中见有双壳类、腕足类壳体上被捕食化石中见有双壳类、腕足类壳体上被捕食动物牙齿咬伤的痕迹或被食肉腹足动物、动物牙齿咬伤的痕迹或被食肉腹足动物、海绵动物留下的钻孔海绵动物留下的钻孔.v根据钻孔留下的位置根据钻孔留下的位置,可以推断它形成的时可以推断它形成的时间段。如果钻孔在内

9、脏腔部位间段。如果钻孔在内脏腔部位,那么它很可那么它很可能是在生活期间形成的能是在生活期间形成的.173、竞争关系、竞争关系v竞争关系是生物群落中的自然现象，有些生竞争关系是生物群落中的自然现象，有些生物互相之间依赖关系并不明显。物互相之间依赖关系并不明显。v即便是同种个体之间也常常由于对食物、光即便是同种个体之间也常常由于对食物、光线、和空间位置的需要而不断地竞争，彼此线、和空间位置的需要而不断地竞争，彼此之间低水平的互相影响，互相制约，有时甚之间低水平的互相影响，互相制约，有时甚至两败俱伤。至两败俱伤。18v在化石状态下，竞争明显的表现在底栖动物对固在化石状态下，竞争明显的表现在底栖动物对

10、固着基底空间的竞争，表现为在不大的面积上同种着基底空间的竞争，表现为在不大的面积上同种个体的稠密和拥挤地生长个体的稠密和拥挤地生长.v许多个体彼此争夺有利的一小段地区，特别是底许多个体彼此争夺有利的一小段地区，特别是底栖动物幼年期固着在成年期个体之上，成年期个栖动物幼年期固着在成年期个体之上，成年期个体尚未死亡，其上及周围新生个体又来固着，形体尚未死亡，其上及周围新生个体又来固着，形成成“自然簇自然簇”，如古代和现代的牡蛎滩，如古代和现代的牡蛎滩、贻贝簇贻贝簇、石炭纪簇壮生长的腕足类如米氏贝石炭纪簇壮生长的腕足类如米氏贝.19牡蛎滩牡蛎滩20214、寄生关系v寄生关系是指两种生物共生在一起，一

11、种生寄生关系是指两种生物共生在一起，一种生物从另一种生物直接获得营养，并对另物从另一种生物直接获得营养，并对另一种生物具有危害性。一种生物具有危害性。例如海百合茎上有蠕虫的寄生现象；蠕虫也例如海百合茎上有蠕虫的寄生现象；蠕虫也常寄生在床板珊瑚体内。常寄生在床板珊瑚体内。2223v在上述化石状态下共同在一起发现的两种生物是寄生关系还是共栖关在上述化石状态下共同在一起发现的两种生物是寄生关系还是共栖关系，有时难于判断系，有时难于判断.v例如图例如图75中蠕虫生长在群体珊瑚内，被许多人怀疑为寄生。而图中蠕虫生长在群体珊瑚内，被许多人怀疑为寄生。而图76中苔藓虫群体内也发现蠕虫虫管有人认为是共栖，也有

12、人怀疑为寄中苔藓虫群体内也发现蠕虫虫管有人认为是共栖，也有人怀疑为寄生关系，在奥陶纪苔藓虫的骨骼内部和蜂巢珊瑚的复体中也见有蠕虫生关系，在奥陶纪苔藓虫的骨骼内部和蜂巢珊瑚的复体中也见有蠕虫动物的共栖小管动物的共栖小管.245、共栖关系v一种生物从共生的另一种生物得到好处一种生物从共生的另一种生物得到好处,而而对后者并无显著的影响对后者并无显著的影响.v这是一种偏利的共生关系，往往是生物的这是一种偏利的共生关系，往往是生物的一方供另一方作定居地点，因此又成为宿一方供另一方作定居地点，因此又成为宿生关系。生关系。25v在腕足类化石弓石燕、阔翼石燕、颠石燕、云南贝、在腕足类化石弓石燕、阔翼石燕、颠石

13、燕、云南贝、无窗贝等壳上，发现有喇叭珊瑚固着生长，喇叭珊无窗贝等壳上，发现有喇叭珊瑚固着生长，喇叭珊瑚多生长在两壳的边缘瑚多生长在两壳的边缘,特别是背壳前部，形成沿边特别是背壳前部，形成沿边缘分布的链状排列。缘分布的链状排列。26v喇叭珊瑚很少定居在腹壳后部或喙部附近喇叭珊瑚很少定居在腹壳后部或喙部附近,是因为腕足动是因为腕足动物生活时这些部位和海底接触，由此也可以根据共栖的部物生活时这些部位和海底接触，由此也可以根据共栖的部位来推断宿主的生活方式位来推断宿主的生活方式.v现代或地质时期双壳动物之上也经常见有固着于其上的各现代或地质时期双壳动物之上也经常见有固着于其上的各种表生动物。种表生动物

14、。27v共栖现象可以发生在共栖现象可以发生在同类生物不同属种之间同类生物不同属种之间:例如例如腕足类圆凸贝固着在阔翼石燕之上腕足类圆凸贝固着在阔翼石燕之上.v共栖现象也可以发生在共栖现象也可以发生在不同门类的生物之间不同门类的生物之间:例如例如龙介虫和蟠龙介虫管可以固着在双壳类海扇或牡龙介虫和蟠龙介虫管可以固着在双壳类海扇或牡蛎壳上，腕足类固着定居在海百合茎上等蛎壳上，腕足类固着定居在海百合茎上等.28v共栖现象表明底栖固着生长的生物有选择的粘附生共栖现象表明底栖固着生长的生物有选择的粘附生长在另一种生物壳或硬体之上作为定居点，同时可长在另一种生物壳或硬体之上作为定居点，同时可以获得丰富的水流

15、和食物。例如喇叭珊瑚、苔藓动以获得丰富的水流和食物。例如喇叭珊瑚、苔藓动物和蠕虫蟠龙介等多定居在背壳的前部和菱褶之间物和蠕虫蟠龙介等多定居在背壳的前部和菱褶之间的舌状突起内，或流水进去壳内的部位。的舌状突起内，或流水进去壳内的部位。296、互惠共生关系、互惠共生关系v又称双利关系，共生在一起的两种生物关系密切，又称双利关系，共生在一起的两种生物关系密切，两种生物两种生物彼此都有好处可得彼此都有好处可得，相互间协作得很好，相互间协作得很好v互惠关系最典型的例子是昆虫传播花粉，昆虫到植互惠关系最典型的例子是昆虫传播花粉，昆虫到植物处觅食，植物把花粉沾到昆虫身上，昆虫带着花物处觅食，植物把花粉沾到昆

16、虫身上，昆虫带着花粉从一朵花飞到另一朵花上，不知不觉的完成授粉粉从一朵花飞到另一朵花上，不知不觉的完成授粉任务任务30v化石中的腹足类经常被发现位于海百合的萼部肛围附近，这种共化石中的腹足类经常被发现位于海百合的萼部肛围附近，这种共生现象经常在地层中发现，并且萼板表面具有的纹饰可以反映到生现象经常在地层中发现，并且萼板表面具有的纹饰可以反映到海螺口缘，海百合萼部上印有海螺口部的圆形印痕，表明海螺曾海螺口缘，海百合萼部上印有海螺口部的圆形印痕，表明海螺曾经长期定居在海百合上经长期定居在海百合上.31v研究一个群落中的生物相互关系，特别是确定生研究一个群落中的生物相互关系，特别是确定生物共生组合是

17、建立一个群落的雏形的基础。物共生组合是建立一个群落的雏形的基础。v生物相互依赖的程度表示着在群落内部种间的密生物相互依赖的程度表示着在群落内部种间的密切程度在恢复古群落时可以根据彼此之间相互切程度在恢复古群落时可以根据彼此之间相互关系来研究它们之间的生境关系和种间关系关系来研究它们之间的生境关系和种间关系v例如：研究礁体中造礁珊瑚同虫黄藻的互惠共生例如：研究礁体中造礁珊瑚同虫黄藻的互惠共生关系表示二者是彼此相互依赖的共生组合关系表示二者是彼此相互依赖的共生组合321生物群落及有关概念生物群落及有关概念（1）群落（）群落（Community)：居住在一个特定生态区域内的所有居住在一个特定生态区域

18、内的所有生物总和，它们之间相互依存、相互制约。生物总和，它们之间相互依存、相互制约。特征种、优势种特征种、优势种（2）居群（）居群（Population）:指某一物种的所有个体的总和。指某一物种的所有个体的总和。（3）生态系（）生态系（Ecosystem)：指生物和它们的生活环境所构成指生物和它们的生活环境所构成的一个综合生态系统，可大到整个海洋，小到一个湖泊、池的一个综合生态系统，可大到整个海洋，小到一个湖泊、池塘，可以由一个或多个群落组成。塘，可以由一个或多个群落组成。（4 4）化石组合（）化石组合（Fossil assemblage)Fossil assemblage)：生物死亡后经过搬

19、运形生物死亡后经过搬运形成异地埋藏的化石群。成异地埋藏的化石群。第四节第四节群落与生态系群落与生态系33（5 5）化石群落（）化石群落（Fossil CommunityFossil Community）：）：生物群落死亡后原地埋生物群落死亡后原地埋藏被保存为化石的一部分。目前所划分的化石群落实际上包括藏被保存为化石的一部分。目前所划分的化石群落实际上包括了多个生物群落。了多个生物群落。（6）生态地层学（）生态地层学（Ecostratigraphy）：）：利用古群落来划分和对利用古群落来划分和对比地层的学科称为生态地层学。比地层的学科称为生态地层学。2 2 原地埋藏和异地埋藏的区别原地埋藏和异地

20、埋藏的区别（1 1）化石保存的完整性：）化石保存的完整性：原地埋藏者，骨骼保存完整，关节或铰原地埋藏者，骨骼保存完整，关节或铰合部位未脱落，异地者则相反，个体多破碎或磨损。合部位未脱落，异地者则相反，个体多破碎或磨损。（2 2）个体大小的分选性：）个体大小的分选性：原地者，个体大小极不一致，从中可观原地者，个体大小极不一致，从中可观察到幼年老年期个体大小变化；异地者，分选好。察到幼年老年期个体大小变化；异地者，分选好。（3 3）两壳保存的分散性：）两壳保存的分散性：原地者，一般是两壳闭合，即使两壳分原地者，一般是两壳闭合，即使两壳分离，但其数量比例大致是离，但其数量比例大致是1：1；异地者则比

21、例不一致。；异地者则比例不一致。（4 4）生物的生长位置：）生物的生长位置：原地者往往保持其原来生活时的位置和方原地者往往保持其原来生活时的位置和方向或稍有变动，异地者则与原来生活时差别较大。向或稍有变动，异地者则与原来生活时差别较大。34v包括指相化石法、形态功能分析法和群落古生态分析法等包括指相化石法、形态功能分析法和群落古生态分析法等 1 1指相化石法指相化石法v 所谓指相化石是指能够反映某种特定的环境条件的化石。所谓指相化石是指能够反映某种特定的环境条件的化石。v如造礁珊瑚只分布在温暖、清澈、正常盐度的浅海环境中，所如造礁珊瑚只分布在温暖、清澈、正常盐度的浅海环境中，所以如果在地层中发

22、现了大量的造礁珊瑚，就可以用来推断这种以如果在地层中发现了大量的造礁珊瑚，就可以用来推断这种特殊的环境条件。再如舌形贝特殊的环境条件。再如舌形贝(LingulaLingula)一般生活在浅海潮间一般生活在浅海潮间带环境。带环境。2 2形态功能分析法形态功能分析法 v所谓形态功能分析法就是深入地研究化石的基本构造，力求阐所谓形态功能分析法就是深入地研究化石的基本构造，力求阐明这些构造的功能，并据此重塑古代生物的生活方式。明这些构造的功能，并据此重塑古代生物的生活方式。v如生活在浅水动荡环境中的生物，其壳体一般较厚，因为厚壳如生活在浅水动荡环境中的生物，其壳体一般较厚，因为厚壳有利于保护自己，而壳

23、薄、纤细的生物有利于保护自己，而壳薄、纤细的生物(如笔石等如笔石等)则多适应于则多适应于相对静水的环境中。相对静水的环境中。第五节第五节古生态环境的分析方法古生态环境的分析方法 35形态功能分析的效用形态功能分析的效用（1 1）同现代生物之间相似程度的大小。）同现代生物之间相似程度的大小。地质历史越久远，相似地质历史越久远，相似性愈小，愈没有合适的现代代表可作比较。性愈小，愈没有合适的现代代表可作比较。例如加拿大寒武例如加拿大寒武纪纪BurgessBurgess页岩动物群、澳大利亚的前寒武纪伊迪卡拉动物页岩动物群、澳大利亚的前寒武纪伊迪卡拉动物动物群，很难同现代生物比较，动物群，很难同现代生物

24、比较，只能够形态功能分析只能够形态功能分析。（2 2）保存状态的好坏。）保存状态的好坏。化石越完整，分析的结果越可靠。化石越完整，分析的结果越可靠。许多许多第三纪保存在琥珀中的昆虫及我国山东山旺中新统硅藻土中第三纪保存在琥珀中的昆虫及我国山东山旺中新统硅藻土中保存完美精致的化石群，由于保存完整，容易研究，和现代保存完美精致的化石群，由于保存完整，容易研究，和现代种类易于比较。这样就有利于恢复其行为习性。种类易于比较。这样就有利于恢复其行为习性。36v包括指相化石法、形态功能分析法和群落古生态分析包括指相化石法、形态功能分析法和群落古生态分析法等法等 3 3群落古生态分析方法群落古生态分析方法

25、v群落古生态分析法主要是根据群落的生态组合类型来群落古生态分析法主要是根据群落的生态组合类型来分析古环境，并根据不同生态类型的群落在纵向上的分析古环境，并根据不同生态类型的群落在纵向上的演替来分析推断古环境的演化过程。演替来分析推断古环境的演化过程。4 4沉积学方法沉积学方法 v沉积学方法主要是通过对地层中保留的物理标志如沉沉积学方法主要是通过对地层中保留的物理标志如沉积物的颜色、结构、沉积构造，岩矿标志如沉积岩的积物的颜色、结构、沉积构造，岩矿标志如沉积岩的岩性特征、结构组分、自生矿物以及地球化学等标志岩性特征、结构组分、自生矿物以及地球化学等标志等的分析与研究来恢复生态环境。等的分析与研究来恢复生态环境。第五节第五节古生态环境的分析方法古生态环境的分析方法 37重点掌握重点掌握 1 1 水生生物的生态类型水生生物的生态类型 2 2 生物之间的生态关系生物之间的生态关系 3 3 古生态学有关术语古生态学有关术语 4 4 古生态环境的分析方法古生态环境的分析方法 作业作业读一篇有关古生态学方面的研究文章，并作读书读一篇有关古生态学方面的研究文章，并作读书笔记（交作业）笔记（交作业）38