第五讲生物进化的证据

第五讲生物进化的证据枭头贝贝壳化石

枭头贝贝壳化石枭头贝贝壳化石目前一页\总数五十七页\编于十六点一、化石

化石是经过自然界的作用，保存于地层中的古生物遗体、遗物和他们生活的遗迹。从时间上全新世之前的地层中挖掘出的才可称之为化石。是古生物学研究的对象。化石就能够或多或少地反映出当时生物及其生存环境的状况，也就为人类了解生命的历史和地球上生态环境变迁的历史提供了重要的线索。化石动物与现存动物之间的相似性—亲缘关系生物进化最主要的证据是化石.目前二页\总数五十七页\编于十六点古生物学是研究地史时期生物发生、发展、分类、分布、进化等规律的科学。它的研究对象是化石，通过研究，可阐明生物界生物的发展历史，确定地层形成的先后顺序，了解地壳发展的历史，推断地质史上的水陆分布和气候变迁，以及指导对矿产资源的普查勘探和开发利用。目前三页\总数五十七页\编于十六点（一）化石种类A、按保存的特点，化石常分为遗体化石、模铸化石、遗物化石和遗迹化石四大类：

目前四页\总数五十七页\编于十六点1、遗体化石（实体化石）最常见的，代表生物遗体或其中一部分。如骨骼、茎秆等，也有微体化石。大部分石化，极少数不变保存。目前五页\总数五十七页\编于十六点2、模铸化石指生物体在底层或围岩中所留下的各种印模和复铸物。印痕化石印模化石目前六页\总数五十七页\编于十六点3、遗物化石指古代生物生活时留下的物品、工具、粪便、卵等。粪粒（鱼）、蛋（恐龙）、卵、珍珠、石器等目前七页\总数五十七页\编于十六点4、遗迹化石古代生物生活时留下的活动痕迹。如足迹、移迹、栖孔、潜穴等。目前八页\总数五十七页\编于十六点B、按化石的大小分类1、大化石：不借助仪器用眼睛或放大镜就能直接观察的化石。2、微体化石：用光学显微镜才能观察到的一些化石。个体微小的古生物、较大生物的某些微小部分，如放射虫、细胞、孢子、花粉等。3、超微化石：电子显微镜，超微浮游生物。目前九页\总数五十七页\编于十六点4、分子化石

古代生物的遗体有些因腐烂分解而消失，但一些残留的有机物分子，可在化石中或掺入沉积物中而获保存。如：氨基酸、脂肪酸、多糖、核苷酸等古生物化学目前十页\总数五十七页\编于十六点（二）化石形成的条件和原因1、生物死亡种群的大小种群越大、密度越大、形成化石的机会越多。如鱼类比其化脊椎动物多目前十一页\总数五十七页\编于十六点2、生物体组成部分的坚硬度生物本身最好具有硬体（hardpart)壳体、硬骨头、牙齿、植物纤维素、木质素目前十二页\总数五十七页\编于十六点3、生物尸体被掩埋的速度和环境外界环境因素：有掩盖物质将遗体迅速掩埋起来，免生物、机械和化学的破坏。一般来说，掩盖物质的粒度较小（致密的环境介质）、沉积作用宁静、再加上保存时没有生物的破坏和氧化作用，容易形成完整而精美的化石。搬运作用：原地埋葬异地埋葬目前十三页\总数五十七页\编于十六点孔子鸟在一块火山岩上，躯干、骨骼、利爪清晰可见，只鸟身长23厘米，展翅宽33厘米，一只少年鸟，这只孔子鸟化石距今已有1.25亿年，当时火山爆发，火山熔岩在瞬间包裹住孔子鸟，以致化石形态才这样完整。目前十四页\总数五十七页\编于十六点孔子鸟复原的雄性孔子鸟貌似现在的野鸡，翅膀上也有爪，且相当发达。现代鸟类全都没有牙齿，但在远古的中生代，大多数鸟类依靠的是嘴中的牙齿取食。与绝大多数中生代早期鸟类不同，孔子鸟牙齿已经完全退化，且已有角质喙。目前十五页\总数五十七页\编于十六点“始祖鸟”孔子鸟与１８６１年德国发现只能滑行的“始祖鸟”相比，已有了初步的飞行能力，能主动飞行，这就从根本上改变了上百年来世界鸟类研究以德国“始祖鸟”为主的现象。爬行类无翅膀但有爪，嘴里有牙齿，今在国外发现始祖鸟化石，有翅膀，但翅尖有爪，嘴里也有牙齿，鸟类是从

古代爬行类

进化而来？目前十六页\总数五十七页\编于十六点4、石化的程度和速度物理作用：硬体中的疏松多孔处，矿物质填充其孔隙、得以保存，并增加其重量，或外形印烙在岩石上。化学置换作用：指生物硬体或软体的原来成分被水溶解，以新的物质填充。钙化（方解石）、硅化（石英）和黄铁矿化。有些能保存精细结构。目前十七页\总数五十七页\编于十六点（三）化石保存的方式1、未变保存条件有三：密封，昆虫被古代树脂包

冷冻：北极猛玛象、犀牛尸体干燥：美国洞穴中的地獭、北美恐龙皮肤（木乃伊）别外：防腐作用的泥炭、沥青目前十八页\总数五十七页\编于十六点琥珀千万年前植物所分泌出来的树脂，经过地壳变动而深埋地下，逐渐演化而成的一种天然化石。品种有金珀、虫珀、香珀、灵珀、石珀、花珀、水珀、明珀、蜡珀等，尤以含有完整昆虫或植物的琥珀为珍贵。目前十九页\总数五十七页\编于十六点2、变化保存(石化作用)

1）物理作用：硬体中的有机质因散失呈疏松多孔，而后水中的矿物质填充其孔隙、得以保存，并增加其重量。如：新生代骨骼、贝壳2）化学置换作用：指生物硬体或软体的原来成分被水溶解，以新的物质填充。钙化（方解石）、硅化（石英）和黄铁矿化。有些能保存精细结构。目前二十页\总数五十七页\编于十六点3）炭化作用生物遗物中易挥发的成分（H、O、N）经蒸腾作用而逃逸，留下较稳定的炭质薄膜，是为炭化作用。植物、含几丁质骨骼的动物（虾）此外：植物压型化石目前二十一页\总数五十七页\编于十六点3、模铸保存印痕外模、内模铸型、复型目前二十二页\总数五十七页\编于十六点二、化石、地质年代、生物进化地球历史中的生命是以化石的形式保存下来的。运用放射性元素测定化石的地质年代化石的地质年代对于生物进化顺序研究关系重大。目前二十三页\总数五十七页\编于十六点（一）地质年代的划分地质年代是地球演化过程中某一时间阶段的划分方法。地壳上不同时期的岩石和地层，在形成过程中的时间（年龄）和顺序。地质年代可分为相对年代和绝对年龄（或同位素年龄）两种。相对地质年代是指岩石和地层之间的相对新老关系和它们的时代顺序。目前二十四页\总数五十七页\编于十六点46亿年地质学家和古生物学家根据地层自然形成的先后顺序，将地层分为6代12纪地质年代地层系统代界纪系世统期层目前二十五页\总数五十七页\编于十六点地质时代距今百万年地质构造阶段古气候特征生物发展阶段代纪世动物植物元古代晚震旦纪-570--850--1000--1600-2500--3800--4600-加里东构造阶段震旦纪大冰期气候不具硬壳动物出现菌藻植物时代真核元古代大冰期气候中早太古代太古代大冰期气候菌类蓝藻出现冥古代生命现象开始出现目前二十六页\总数五十七页\编于十六点地质时代距今百万年地质构造阶段古气候特征生物发展阶段代纪世动物植物古生代晚古生代二叠纪晚早-230--290--363--409--439--510--570-海西宁构造阶段石炭二叠纪大冰期气候两栖动物时代陆生孢子植物时代石炭纪晚中早泥盆纪晚中早大间冰期气候鱼类时代早古生代志留纪晚中早加里东构造阶段水生无脊椎动物时代半陆生孢子植物时代奥陶纪晚中早寒武纪晚中早菌藻植物时代目前二十七页\总数五十七页\编于十六点地质时代距今百万年地质构造阶段古气候特征生物发展阶段代纪世动物植物中生代白垩纪晚早-67--146--208--230-燕山构造阶段（老阿尔卑斯阶段）大间冰期气候爬行动物时代裸子植物时代侏罗纪晚中早三叠纪晚中早印枝构造阶段目前二十八页\总数五十七页\编于十六点地质时代距今百万年地质构造阶段古气候特征生物发展阶段代纪世动物植物

新生代第四纪

全新世-0.01--2--5.2--23--35--57--67-喜马拉雅构造阶段（新阿尔卑斯阶段）第四纪大冰期气候人类时代被子植物时代更新世新第三纪上新世大间冰期气候哺乳动物时代中新世老第三纪渐新世始新世古新世目前二十九页\总数五十七页\编于十六点（二）地质年代的测定绝对年龄是根据测出岩石中某种放射性元素及其蜕变产物的含量而计算出岩石的生成后距今的实际年数。越是老的岩石，地层距今的年数越长。每个地质年代单位应为开始于距今多少年前，结束于距今多少年前，这样便可计算出共延续多少年。

目前三十页\总数五十七页\编于十六点常用放射测年法测定。原子核衰变恒速，不稳定的母体核素衰变成子体核素的速率是恒定的钾-40，氩-40，13亿年岩石38亿年14C，5730年古地磁法测年和电子回旋共振法测年目前三十一页\总数五十七页\编于十六点（三）地质年代、生物进化史、地层系统

在各个不同时期的地层里，大都保存有古代动、植物的标准化石。各类动、植物化石出现的早晚是有一定顺序的，越是低等的，出现得越早，越是高等的，出现得越晚。在愈古的地层中，所发现的化石，愈是下等生物；地层愈新，所发现的化石，愈是高等生物。目前三十二页\总数五十七页\编于十六点什么是地层？地层是指在某一地质年代因岩浆活动形成的岩体及沉积作用形成的地层的总称。（所谓的地层是指在地壳发展过程中形成的各种成层和非成层岩石的总称。）从岩性上讲，地层包括各种沉积岩、岩浆岩和变质岩；从时代上讲，地层有老有新，具有时间的概念。）目前三十三页\总数五十七页\编于十六点地层学

主要研究地层层序的建立，及其相互间的时间关系的确定，即地层系统的建立和地层的划分与对比。这是一切地质工作的基础，所以地层学是地质学的一个基础学科。目前三十四页\总数五十七页\编于十六点象的进化马的进化目前三十五页\总数五十七页\编于十六点地质年代---生物进化史--地层系统目前三十六页\总数五十七页\编于十六点三、生物进化的其他证据1、比较解剖学2、比较胚胎学3、分子生物学4、生物地理学5、分类学目前三十七页\总数五十七页\编于十六点（一）比较解剖学

比较解剖学通常是指脊椎动物的比较解剖学，它是对各类脊椎动物的器官和系统进行解剖和比较研究的科学。目前三十八页\总数五十七页\编于十六点生物进化在比较解剖学上最重要的证据是同源器官。同源器官是指起源相同，结构和部位相似，而形态和功能不同的器官。一些脊椎动物的前肢──鸟的翼、蝙蝠的翼手、鲸的鳍、马的前肢和人的上肢，这些器官的外形和功能很不相同，但是它们的内部结构基本一致。它们都是由肽骨、综骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨组成的，而且排列方式也基本上一致（见图）。目前三十九页\总数五十七页\编于十六点同源器官的存在，证明凡是具有同源器官的生物，都是由共同的原始祖先进化而来的。只是在进化过程中，它们的生活环境不同，同源器官适应于不同的生活环境，出现了形态和功能上的不同。目前四十页\总数五十七页\编于十六点不同种群生物，某些器官在解剖结构上有相同或相似性,反应亲源关系和共同祖先进化的轨迹.目前四十一页\总数五十七页\编于十六点残余器官

人体中有些器官看来似乎没有用处，如肓肠等等。进化论者认为这是人类进化的遗迹，这些器官已往是有用的，后来人类渐渐进化，那些器官就因无用而退化萎缩，成为残余器官，当时他们共举出有二百七十七种之多。如:动耳肌、阑尾、体毛（毛孩返祖）、尾椎骨。目前四十二页\总数五十七页\编于十六点（二）比较胚胎学是应用比较的方法，研究各门类动物自卵受精起，到幼体动物形成止的胚胎发育过程，探索其演变规律的科学。与比较解剖学、比较组织学的关系极为密切。为动物系统发生和动物的进化问题提供了重要依据。目前四十三页\总数五十七页\编于十六点

亲源关系相近的生物在它们发育过程中有相同的发育阶段。如脊椎动物在其早期发育的胚胎阶段都出现发尾巴和鳃囊。目前四十四页\总数五十七页\编于十六点人类是从曾经有尾巴和鳃的祖先进化而来的“重演祖先进化的各个阶段”。。目前四十五页\总数五十七页\编于十六点目前四十六页\总数五十七页\编于十六点是19世纪俄国的A．O．科瓦列夫斯基关于海鞘发育的研究。在A．O．科瓦列夫斯基研究以前，海鞘的分类位置是不定的，因它的成体内有鳃裂，但无脊索，也没有管状神经。虽远在2000多年前就被发现，但一直被认为是无脊椎动物的一类。当他研究了海鞘的比较胚胎发育过程后，才阐明海鞘应确定为低等脊索动物。由于海鞘的脊索只局限在短暂幼体的尾内，所以称它为尾索动物。目前四十七页\总数五十七页\编于十六点（三）分子生物学生命的化学组成——生物大分子氨基酸蛋白质核苷酸多糖脂类遗传密码的通用性亲源关系相近的生物，其DNA或蛋白质分子具有更多的相似性，反之也然。目前四十八页\总数五十七页\编于十六点8/5%30125/86%146目前四十九页\总数五十七页\编于十六点（四）生物地理学研究物种地理分布的科学。为物种形成和生物进化提供最早的证据。目前五十页\总数五十七页\编于十六点生物地理学的主要研究内容有：（1）动植物生态与动植物群落的地理分布；（2）不同地区动植物种类的组成及生物区划；（3）动植物区系的历史演变过程；（4）现代生物区系形成的环境变迁原因等。生物地理学的研究对于阐明生物与地理环境的关系，对现代动植物资源