《古生物学》课件1 古生物学-绪论（古生物地史学）

1、古生物地史学古生物地史学学时分配理论：50学时实验：14学时课外参考书目1古生物学与地史学概论，肖传桃，石油工业出版社，2007。2古生物学，何心一，地质出版社，1988实验指导书（尽快领取）古生物地史学实验实习指导书，肖传桃，石油工业出版社，2012。古生物学(Paleontology)古生物地史学之第一章 绪 论第一节古生物学及其研究内容第二节化石的形成及保存类型第三节古生物的分类和命名第一章 绪论第一节 古生物学及其研究内容一、古生物学及其研究内容古生物学研究地史时期的生物界及其发生、发展规律和相关地质纪录的学科。其范围包括各个地史时期地层中保存的一切与古生物有关的资料。主要包括生物遗体

2、和遗迹，以及与生物活动有关的地质记录。 强调三个方面 生 物 界 发生、发展 地质记录二 古生物学所处的位置及其内涵微体古生物学：研究对象为个体微小的古生物化石，需用显微镜才能观察和研究，如有孔虫、放射虫、硅藻等。超微体古生物学：研究对象为高倍显微镜才能观察和研究的微体化石，如钙质超微化石。分子古生物学：研究对象为分子级的生物化石。古生态学、古生物地理学、生物地层学、埋藏学孢子花粉学三 古生物学的外延分支深海硅质软泥：硅藻和放射虫（X100）四 古生物学的发展趋势Paleontology古生物学形态分类时代TheoreticalPaleontology理论古生物学进化方式进化速率进化机制Pal

3、eontology古生物学形态分类时代复体块状，个体呈多角柱状，具蛛网状中柱。边缘泡沫带宽，泡沫板较小而数目多。横板向中柱倾斜，与鳞板带的界线不明显. 一 化石古生物学的研究对象定义 古生物学的研究对象, 是指保存在地层中生物的遗体和遗迹。强调以下三点：生物特征（形态、结构、文饰、成分、或活动的痕迹。要注意区分假化石）地质历史时期（1万年以后，与文物相区别）岩层中（非现代沉积层）第二节化石的形成及保存类型化石 古生物学的研究对象, 是指保存在地层中的生物的遗体和遗迹。完整化石可以作为工艺品出售，价值昂贵。生物在死亡后，需经过埋藏和漫长地质时期的石化作用才能形成化石。化石的形成须有如下4个条件：

4、（1）生物本身条件：需要有硬体，以矿质硬体最佳。软体不利于保存。此外，生物个体的丰富程度也很重要。（2）埋藏条件：埋藏速度和埋藏物的性质影响化石的保存。快速埋藏和细粒沉积物有/不利于化石保存(?)。（3）时间条件：需长时间埋藏，使石化作用得以进行。（4）成岩条件：只有在压实作用较小/大（？），且重结晶作用轻微/严重（？）情况下，才能保存完好的化石。 因此，化石保存和记录具有不完备性。二 化石的形成条件 三 化石的形成过程生物群：生活在共同的环境，彼此关系密切的生物群死亡群：各种原因死亡的尸体堆积，有可能非同一生物群埋藏群：堆积埋藏在一起的动物遗体，有混杂或损失化石群：埋藏群经过成岩作用 三 化

5、石的形成过程生物群生物群死亡群埋藏群化石群从死亡群到埋藏群的变化 -化石埋藏类型划分原地埋藏异地埋藏原地化石群：化石群成员与原来当地生物群成员基本一致残留化石群：原生物群大部分保留成为化石，小部分被搬运流失混合化石群：大部分化石原属一个生物群，有部分混入分子搬运化石群：全部搬运，化石来自不同的生物群表示搬运能力增强从死亡群到埋藏群的变化 -化石埋藏类型判断标志完整程度：原地埋藏类型化石完整，细微结构未破坏；异地埋藏多破碎。分选：原地埋藏者大小一致（？）、个体发育不同阶段化石均有保存，无分选性；异地埋藏者个体基本一致（？），分选好。两壳比例：原地埋藏者基本1：1，否则为异地埋藏。生态类型的保存位

6、置：原地埋藏者往往保存生物生存时的位置和状态。其他：原地埋藏者，化石的古生态分析结果和含化石层的沉积环境一致。否则为异地埋藏。 四 化石保存的不完整性 化石保存的不完整性表现之一种类的不完整性数量的不完整性种间的不平衡性形态的不完备性 化石保存的不完整性表现之二常形成化石部分类型形成化石少量化石无化石记录8个门常形成化石4个门有部分类型形成化石5个门有少量化石18个门无化石记录五 化石的保存类型（一）化石的石化作用及类型 石化作用：是指埋藏在沉积物中的生物体在成岩作用中经过物理、化学作用的改造而成为化石的过程。有如下三种类型：（1）矿质充填作用地下水所携带的矿物质充填到生物硬体组织的孔隙中，使

7、硬体变得更加致密。这种石化作用没有改变生物体原来的组织结构，但增加了重量和成分。（一）化石的石化作用及类型（2）置换作用交代作用生物硬体被埋藏后，不断被地下水所溶解，同时又被外来的矿物质所充填。常见的有硅化、钙化和白云石化作用。这种石化作用保持了原来生物硬体的形态、大小和结构构造（如果溶解和交代速度相当，则可以以分子形式交代，这样可以看清其细胞结构），但改变了生物硬体的成分。 （一）化石的石化作用及类型（3）升溜作用一般发生在几丁质、几丁-蛋白质或蛋白质骨骼的生物中。其有机质中的易挥发成分（氧、氢、氮）在地下的高温高压作用下，往往挥发掉，留下比较稳定的炭质形成薄膜。如：植物的叶子、笔石和某些节

8、肢动物的化石。（二）化石的保存类型 按化石保存特点不同，可分为实体化石、模铸化石、遗迹化石和化学化石 1 实体化石（Body fossil) 指地史时期中保存下来的生物遗体，为生物遗体的全部或某一部分。多为骨骼部分。（1）未变质实体化石这类化石很少见，只能在特定的情况下保存。他们一般没有经过明显的变化（氧化）。如琥珀、干尸、细菌、猛犸象等。1 实体化石（Body fossil)（2）变质实体化石当生物被沉积物掩埋后，经过了明显石化作用而形成的化石。 2 模铸化石(Mold and cast fossil) 生物遗体在岩层中留下的印痕、印模和铸形物等总称为模铸化石，据与围岩的关系可分四种类型：（

9、1） 印痕化石(impression)生物尸体在细粒或化学沉积物中留下的痕迹，一般由软躯体生物所形成。如：水母、蠕虫等。（2） 印模化石(mold)具凸凹壳的生物硬体在围岩表面上留下的印模。包括外模和内模。外模生物体的外表部分在围岩上的印模，它体现了生物体外表的大小、形态和纹饰。相同相反？内膜生物体的内面在围岩上的印模，它反映了生物体内表面的大小、形态和纹饰。相同相反？（2） 印模具凸凹壳的生物体印在围岩上的痕迹。外模生物体的外表部分印在围岩上的特征，它反向地体现了生物壳外表的大小形态和纹饰。内膜生物体的内面印在围岩上的痕迹，它反向地反映了壳内表面的大小、形态和构造。（3)（模）核化石（Cor

10、e fossil)生物遗体内、外模形成后，生物硬体本身溶解，溶解的空间被其他物质的再充填，便形成了“核化石”，可分为内核和外核。外核是当生物壳体溶解后留下的空间被再次充填后所形成的核化石。它与原硬体同形等大、纹饰相同/相反（？）。内核壳体内部的空腔被填充后的核化石，其表面就是内模（？）。内核铸型外核外核（4） 铸型当外膜、内核形成后，它们之间的壳体溶解而被另一种矿物质充填而形成了形态逼真的“壳”。这种“壳”没有原来壳的微细构造，但有内核。这种外核包内核，类似工艺铸成品一样，称为铸型。外核铸型内核 3 遗迹化石是指地史时期的生物在沉积物中所保存下来的活动时的遗迹或遗物。可反映生活方式、生态，有些

11、也是标准化石。如：足迹、爬迹、粪、卵、孔、穴、石器3 遗迹化石3 遗迹化石3 遗迹化石西峡恐龙蛋胚胎及复原图4 化学化石古生物体中的软体虽然遭受分解，但分解后的有机质成分如脂肪酸、氨基酸等仍保存在地层中，它们仍具有一定的有机化学分子结构，称之为化学化石。相应分支学科有：分子古生物学 古生物化学生物成矿学化学化石的研究对于探索生命的起源，阐明生物发展历史，以及对有机矿产的探查都有重要意义。第三节 古生物的分类和命名 古生物的种类很多，它们虽然不如现代生物那么庞杂，但就已知的种类也已有十几万种。如同任何研究工作一样，要研究古生物，首先必须把它们分门别类地进行分类和命名。第三节 古生物的分类和命名一

12、、生物分类单位的等级生物的分类单位由大到小依次称为：界（kingdom） 门(phyllum) 纲(class) 目(order) 科(family) 属(genus) 种(species)。 根据需要，其中还可以设立亚门、亚纲、超科、亚科、亚属和亚种等一些辅助性的分类单位。例如：确定狼的分类单位：Animalia 动物界 Chordata 脊索动物门 Mammalia 哺乳纲 Carnivora 食肉目 Carnivdae 犬科 Canis 犬属 Canis lupus 狼一、生物分类单位的等级一、生物分类单位的等级1 种（species）又称物种：是生物学和古生物学的基本分类单位，它不是人

13、为规定的单位，而是生物进化过程中客观存在的实体。它是由一个或许多个居群（或称种群）所组成的一个自然单位。特征：有共同的起源；有基本相同的形态、构造和生理特征；有相同的地理分布和生态等特征；能互相交配繁殖后代。1 种（species）不同种的个体之间不能交配繁殖，这种现象叫做生殖隔离。生殖隔离是物种形成和生物进化的基础。自然界同一个物种，常常由于环境的隔离居群之间的（基因）差异，一旦差异达到一定程度时，即使它们又重新生活在一起，彼此间也不能交配而繁殖后代，结果形成新种。2 属（genus）属：是由起源上有直接联系，在形态、构造、生理、生态等特征上相似的若干个物种所构成的分类单位。或是由一些具有某

14、些共同特征，亲缘关系又十分亲近的一些物种所组成的较高一级的分类单位。一些特征相似而亲近的属，继而构成科级单位，并以此类推，便可建立起各级分类单位。在分类学上，这种以亲缘关系逐步建立起来的分类，反映了生物之间演化发展的内在联系，因此称为自然分类。2 属（genus）古生物的分类系统：以化石形态和构造的相似程度为基础。这种分类的最大优越性在于它是以许多形态学上的相似性和差异性的总和为基础的，基本能反映生物界的自然亲缘关系，因此也被称为自然分类系统。老方案：分为植物界、动物界现在趋势：五界系统： 植物界 动物界 真菌界 原生生物界 原核生物界 二、生物分界的方案生物的五界系统惠特克Whittaker

15、，1969生物的五界系统Enger，2003（分子系统树）生物分类的五界系统之原核生物界（Monera）生物分类的五界系统之原核生物界（Monera）生物分类的五界系统之原生生物界（Protista）生物分类的五界系统之原生生物界（Protista）藻类生物分类的五界系统之原生生物界（Protista）原生动物生物分类的五界系统之真菌界（Fungi）生物分类的五界系统之植物界（Plantae）生物分类的五界系统之植物界（Plantae）生物分类的五界系统之植物界（Plantae）蕨类植物生物分类的五界系统之动物界生物分类的五界系统之动物界海绵动物生物分类的五界系统之动物界古杯动物生物分类的五界

16、系统之动物界腔肠动物生物分类的五界系统之动物界软体动物节肢动物生物分类的五界系统之动物界苔藓动物生物分类的五界系统之动物界腕足动物生物分类的五界系统之动物界棘皮动物生物分类的五界系统之动物界棘皮动物生物分类的五界系统之动物界半索动物生物分类的五界系统之动物界脊索动物三 生物的命名法则 （一）命名法则 生物的命名就是给生物起名字。在国际上有统一的命名规则，其中最基本的规则有以下几方面内容： 1生物分类的各个单位名称都采用拉丁文或拉丁化的文字来命名。拉丁文是欧洲古代语言。所谓拉丁化文字就是原来不是拉丁字，后来用拉丁字母拼写，并服从拉丁语法变化的文字。三 生物的命名法则2从门至科级分类单位的命名，都

17、采用单名法命名，并用正体字书写或印刷，第一字母大写。例如 Protozoa 原生动物门 Rhizopoda 根足虫纲 Foraminifera 有孔虫目 Fusulinidae 蜓科 门、纲、目的名称没有固定的词尾。科级名称则有固定的词尾，它是由属于这个科的一个典型属名的词根加上一个固定的词尾-idae或-aceae构成的。三 生物的命名法则3属级分类单位的命名（单名法） 属的命名采用单名法，但属名要用斜体字来书写和印刷，第一个字母也要大写。 例如Fusulina Fischer et Waldkeim，1829，其中Fusulina是属名，Fischer et Waldkeim是命名者的姓氏

18、，1829是命名的年号。三 生物的命名法则 4种级分类单位的命名 （双名法）： 种名采用双名法，它由本身的种名和它所从属的属名两个名字一起组成（属名种名），属名在前，种名在后，都用斜体字书写和印刷，但属名的第一个字母要大写，种名全用小写。 例如：Fusulina cylindrica Fischer et Waldkeim，1829 其中的cylindrica是种名，Fusulina是该种所属的属名，译作筒状纺锤蜓。三 生物的命名法则 5亚种的命名法（三名法）： （1）亚种采用三个拉丁词构成学名，即属名+种名+亚种名 （2）三个词均用斜体字 （3）属名第1个字母大写，种名、亚种名第1个字母小写 如：Fusulina quasicylindrica compacta Sheng（似筒形纺锤蜓、紧卷亚种）三 生物的命名法则 （二）命名原则 1 优先律：生物学分类单元的有效名称，应以符合国际生物命名法则的最早刊出名称为准，后来提出的（同一