早期地球与早期生命

1、第一章第一章 早期地球与早期生命早期地球与早期生命 化石探秘化石探秘 一、早期地球一、早期地球 1 1、宇宙的形成、宇宙的形成 2 2、早期地球、早期地球 第一章第一章 早期地球与早期生命早期地球与早期生命 化石探秘化石探秘 一、早期地球一、早期地球 1 1、宇宙的形成、宇宙的形成 10-34厘米厘米的超微小宇宙在仅仅的超微小宇宙在仅仅10-34秒秒之内迅速之内迅速 膨胀了膨胀了10100倍倍，这称为，这称为“暴胀暴胀” 。 所谓所谓10-34秒秒，就是，就是1秒秒的的一万亿分之一的一万一万亿分之一的一万 亿分之一的一百亿分之一亿分之一的一百亿分之一。 该暴胀相当于该暴胀相当于1厘米厘米伸长为

2、伸长为10100厘米厘米，亦即以，亦即以 厘米为单位来测量，厘米为单位来测量，1的后面加的后面加100个个0。 第一章第一章 早期地球与早期生命早期地球与早期生命 化石探秘化石探秘 一、早期地球一、早期地球 2 2、早期地球、早期地球 46亿年前太阳星云中亿年前太阳星云中 分化形成原始地球，温分化形成原始地球，温 度较低，轻重元素浑然度较低，轻重元素浑然 一体，尚一体，尚无圈层分异无圈层分异。 原始地球一旦形成，原始地球一旦形成， 有利于吸集更多星子使有利于吸集更多星子使 体积和重量迅速增加，体积和重量迅速增加， 同时因重力分异、放射同时因重力分异、放射 性元素蜕变和星体撞击性元素蜕变和星体撞

3、击 而增温。而增温。 原始地球内部达到原始地球内部达到 熔融状态时，熔融状态时，亲铁元亲铁元 素比重大而下沉形成素比重大而下沉形成 铁镍地核，亲石元素铁镍地核，亲石元素 上浮组成地幔和原始上浮组成地幔和原始 地壳地壳。更轻的液态和。更轻的液态和 气态成分，通过火山气态成分，通过火山 喷发溢出地表形成原喷发溢出地表形成原 始大气圈、水圈。始大气圈、水圈。 地球初始圈层分异地球初始圈层分异 的时间约在的时间约在42亿年前亿年前。 第一章第一章 早期地球与早期生命早期地球与早期生命 化石探秘化石探秘 二、早期生命二、早期生命 1 1、生命的起源、生命的起源 2 2、早期生命、早期生命 第一章第一章

4、早期地球与早期生命早期地球与早期生命 化石探秘化石探秘 二、早期生命二、早期生命 1 1、生命的起源、生命的起源 生命起源于地外生命起源于地外：银河系别的星球上的生命（细菌：银河系别的星球上的生命（细菌 或孢子）传到地球上。或孢子）传到地球上。 生命起源于地球本身生命起源于地球本身：地球上的无机物在特定的物地球上的无机物在特定的物 理化学条件下形成的各种有机化合物，经过一系列理化学条件下形成的各种有机化合物，经过一系列 变化后转变为有机体。变化后转变为有机体。 有机化合物形成有机化合物形成：N、H元素和元素和H2O、CO、 H2S、甲烷等无机化合物、甲烷等无机化合物氨基酸、核苷酸、单氨基酸、核

5、苷酸、单 糖等有机化合物。糖等有机化合物。 生物大分子形成：生物大分子形成：有机化合物有机化合物甘氨酸、甘氨酸、 蛋白质、核酸等生物大分子。蛋白质、核酸等生物大分子。 生命形成：生命形成：多个生物大分子聚集，形成以多个生物大分子聚集，形成以 蛋白质和核酸为基础的多分子体系，它具有初步蛋白质和核酸为基础的多分子体系，它具有初步 的生命现象的生命现象从周围环境中吸取营养，将废物从周围环境中吸取营养，将废物 排出体系。排出体系。 第一章第一章 早期地球与早期生命早期地球与早期生命 化石探秘化石探秘 二、早期生命二、早期生命 2 2、早期生命、早期生命 从非生物的化学进化发展到生物进化从非生物的化学进

6、化发展到生物进化 最早化石记录最早化石记录35-3835-38亿年亿年 生物分异生物分异 2020亿年前大气开始充氧亿年前大气开始充氧 从原核生物演化到真核生物从原核生物演化到真核生物 真核生物出现于真核生物出现于1818亿年前，繁盛于亿年前，繁盛于1010亿年前亿年前 后生动物出现后生动物出现 EdiacaraEdiacara动物群动物群(5.9-7.0(5.9-7.0亿年亿年) ) 大 气 化 学 成 分 的 演 化 Grypania cf. spiralis; Negaunei Iron Formation, Pt1 (), Marquette, Michigan (, Schnider

7、 et al, 2002) Han et Ranegar, 10 Jul., 1992, Science, 257(5067): 232-235 伊迪卡拉动物群（伊迪卡拉动物群（Ediacaran fauna ） 第一章第一章 早期地球与早期生命早期地球与早期生命 化石探秘化石探秘 三、生物演化三、生物演化 腕足动物腕足动物 软体动物软体动物 节肢动物节肢动物 棘皮动物棘皮动物 第一章第一章 早期地球与早期生命早期地球与早期生命 化石探秘化石探秘 无脊椎动物的两侧对称体制进一步发展，出现许无脊椎动物的两侧对称体制进一步发展，出现许 多带壳的较高等门类（多带壳的较高等门类（寒武纪寒武纪 5.4亿

8、年前亿年前） 神经系统进一步发展，中枢神经系统集中化，产神经系统进一步发展，中枢神经系统集中化，产 生了原始脊索动物和脊椎动物（无颌纲）（生了原始脊索动物和脊椎动物（无颌纲）（寒武寒武 纪纪 5.4亿年前亿年前） 陆生植物的出现（陆生植物的出现（志留纪到泥盆纪志留纪到泥盆纪 4.4-4亿年前亿年前） 三、生物演化三、生物演化 第一章第一章 早期地球与早期生命早期地球与早期生命 化石探秘化石探秘 鱼纲的鳔和鳍分别向肺和足进化，动物（两栖纲）鱼纲的鳔和鳍分别向肺和足进化，动物（两栖纲） 登陆获得初步成功（登陆获得初步成功（泥盆纪泥盆纪 4亿年前亿年前） 羊膜卵的出现，从两栖纲分化出陆生的爬行动物羊

9、膜卵的出现，从两栖纲分化出陆生的爬行动物 （晚石炭世晚石炭世 2.8亿年前亿年前） 从变温到恒温的转变，产生原始哺乳动物（从变温到恒温的转变，产生原始哺乳动物（三叠三叠 纪纪 2.3-1.9亿年前亿年前） 高等被子植物的出现（高等被子植物的出现（晚三叠世晚三叠世 1.9亿年前亿年前） 三、生物演化三、生物演化 第一章第一章 早期地球与早期生命早期地球与早期生命 化石探秘化石探秘 灵长类的手和脑的形成，劳动工具的创造，语言灵长类的手和脑的形成，劳动工具的创造，语言 和概念思维的产生，终于发展成人类（和概念思维的产生，终于发展成人类（第四纪第四纪 250万年前万年前） 三、生物演化三、生物演化 第

10、一章第一章 早期地球与早期生命早期地球与早期生命 化石探秘化石探秘 植物：植物： 志留纪（志留纪（4.4亿年亿年）以前，仅低等菌藻类，完全）以前，仅低等菌藻类，完全 水生水生 S末末-D1-2（4亿年前左右亿年前左右）：向陆地发展，产生）：向陆地发展，产生 茎、叶分化，出现原始维管束，茎表皮角质化、茎、叶分化，出现原始维管束，茎表皮角质化、 具气孔具气孔 三、生物演化三、生物演化 第一章第一章 早期地球与早期生命早期地球与早期生命 化石探秘化石探秘 植物：植物： D2（3.7亿年前亿年前）：具叶植物大发展）：具叶植物大发展 T3（2亿年前亿年前）：显花植物祖先出现）：显花植物祖先出现 三、生物

11、演化三、生物演化 第一章第一章 早期地球与早期生命早期地球与早期生命 化石探秘化石探秘 脊椎动物：脊椎动物： S3（4亿年前亿年前）：四足类祖先出现（总鳍鱼类中）：四足类祖先出现（总鳍鱼类中 的骨鳞鱼）的骨鳞鱼） D3（3.5亿年前亿年前）：两栖类发生）：两栖类发生 C2（2.8亿年前亿年前）：爬行类发生（羊膜卵）：爬行类发生（羊膜卵） 三、生物演化三、生物演化 第一章第一章 早期地球与早期生命早期地球与早期生命 化石探秘化石探秘 三、生物演化三、生物演化 第一章第一章 早期地球与早期生命早期地球与早期生命 化石探秘化石探秘 生物演化的一些特点、规律：生物演化的一些特点、规律： 进步性发展进步

12、性发展 进化的不可逆性进化的不可逆性 相关律和重演律相关律和重演律 适应、特化、适应辐射和适应趋同适应、特化、适应辐射和适应趋同 三、生物演化三、生物演化 重演律重演律 适适 应应 辐辐 射射 适应趋同适应趋同 适应趋同适应趋同 第一章第一章 早期地球与早期生命早期地球与早期生命 化石探秘化石探秘 四、生物绝灭四、生物绝灭 第一章第一章 早期地球与早期生命早期地球与早期生命 化石探秘化石探秘 宇宙有边际、始终吗？宇宙有边际、始终吗？ 生命有始终吗？生命有始终吗？ 面对浩瀚、神秘的宇宙，渺小的一个人的面对浩瀚、神秘的宇宙，渺小的一个人的 一生怎样度过才有意义？一生怎样度过才有意义？ 思考思考 化

13、石探秘化石探秘 下节预告下节预告 化化 石石 第一章第一章 早期地球与早期生命早期地球与早期生命 化石探秘化石探秘 生物大分子形成：生物大分子形成：有机化合物有机化合物甘氨酸、甘氨酸、 蛋白质、核酸等生物大分子。蛋白质、核酸等生物大分子。 第一章第一章 早期地球与早期生命早期地球与早期生命 化石探秘化石探秘 二、早期生命二、早期生命 2 2、早期生命、早期生命 从非生物的化学进化发展到生物进化从非生物的化学进化发展到生物进化 最早化石记录最早化石记录35-3835-38亿年亿年 生物分异生物分异 2020亿年前大气开始充氧亿年前大气开始充氧 从原核生物演化到真核生物从原核生物演化到真核生物 真

14、核生物出现于真核生物出现于1818亿年前，繁盛于亿年前，繁盛于1010亿年前亿年前 后生动物出现后生动物出现 EdiacaraEdiacara动物群动物群(5.9-7.0(5.9-7.0亿年亿年) ) 第一章第一章 早期地球与早期生命早期地球与早期生命 化石探秘化石探秘 植物：植物： D2（3.7亿年前亿年前）：具叶植物大发展）：具叶植物大发展 T3（2亿年前亿年前）：显花植物祖先出现）：显花植物祖先出现 三、生物演化三、生物演化 第一章第一章 早期地球与早期生命早期地球与早期生命 化石探秘化石探秘 脊椎动物：脊椎动物： S3（4亿年前亿年前）：四足类祖先出现（总鳍鱼类中）：四足类祖先出现（总鳍鱼类中 的骨鳞鱼）的骨鳞鱼） D3（3.5亿年前亿年前）：两栖类发生）：两栖类发生 C2（2.