動(dòng)物學(xué)第二十一章課件

1、 1. 脊索動(dòng)物起源的學(xué)說(shuō)和主要論據(jù)。 2. 棘皮動(dòng)物、半索動(dòng)物、原索動(dòng)物和脊椎動(dòng)物的聯(lián)系。 3. 圓口綱動(dòng)物與化石動(dòng)物 有一定新緣關(guān)系。 4. 有人認(rèn)為棘魚類接近軟骨魚類，也有人認(rèn)為它接近硬骨魚 類，各自的根據(jù)是什么？ 5. 最早的兩棲類化石魚頭螈有哪些相似于總鰭魚的特征和適 應(yīng)陸地生活的特征？ 6. 兩棲綱的起源，較普遍的看法是 魚頭螈兩棲綱。 7. 經(jīng)典觀點(diǎn)認(rèn)為爬行動(dòng)物是從石炭紀(jì)的 類兩棲動(dòng)物演 化來(lái)的。 8. 鳥類的起源：槽齒類-原鳥始祖鳥現(xiàn)代鳥類。 9. 杯龍類(石炭紀(jì))盤龍類獸孔類 哺乳類。 10. 概念：適應(yīng)輻射。 一、原索動(dòng)物的起源進(jìn)化一、原索動(dòng)物的起源進(jìn)化 （一）脊索動(dòng)物起源

2、學(xué)說(shuō)（一）脊索動(dòng)物起源學(xué)說(shuō) 1. 環(huán)節(jié)動(dòng)物說(shuō)（環(huán)節(jié)動(dòng)物說(shuō)（annelid theory） 認(rèn)為脊索動(dòng)物起源于環(huán)節(jié)動(dòng)物。論據(jù)：具有兩側(cè) 對(duì)稱的體制，身體分節(jié)；具有發(fā)達(dá)的真體腔，排泄 器官按節(jié)排列；閉管式循環(huán)系統(tǒng)；若將環(huán)節(jié)動(dòng)物 倒置，神經(jīng)索就位于身體背面，心臟與血流方向與脊 索動(dòng)物一致。 但不能解釋： 將環(huán)節(jié)動(dòng)物倒置后，口在身體背側(cè)， 腦在腹側(cè)； 環(huán)節(jié)動(dòng)物無(wú)脊索、鰓裂； 環(huán)節(jié)動(dòng)物 的胚胎發(fā)育與尾索動(dòng)物的差異太大。 2. 棘皮動(dòng)物說(shuō)棘皮動(dòng)物說(shuō) echinoderm theory 認(rèn)為脊索動(dòng)物與棘皮動(dòng) 物有共同的祖先。論據(jù)： 半索動(dòng)物成體與脊索動(dòng) 物近似，而胚胎發(fā)育和幼 體形態(tài)與棘皮動(dòng)物相似； 半索動(dòng)

3、物、棘皮動(dòng)物和 脊索動(dòng)物有明顯的共同點(diǎn)， 均具有肌酸。 因此，主張三類動(dòng)物有 共同祖先。 半索動(dòng)物 脊索動(dòng)物 共同祖先 棘皮動(dòng)物 （觸手腕濾食祖先） 由英國(guó)生物學(xué)家加斯坦(Garstang)于1928年提出。認(rèn) 為脊索動(dòng)物祖先具鰓裂，濾食性、底棲固著生活。隨 后出現(xiàn)了“蝌蚪幼體”階段，這種幼體具脊索、背神 經(jīng)管、肛后尾，自由游泳生活，具幼體性熟現(xiàn)象。在 早期生命活動(dòng)周期中營(yíng)固著生活的成體階段被淘汰。 論據(jù)：現(xiàn)代尾索動(dòng)物尾海鞘綱生命周期中有失去固 著階段的現(xiàn)象。 （二）半索動(dòng)物、原索動(dòng)物和脊椎動(dòng)物的聯(lián)系（二）半索動(dòng)物、原索動(dòng)物和脊椎動(dòng)物的聯(lián)系 羽鰓綱是尾索動(dòng)物祖先的模型。 文昌魚提供的證據(jù)：鰓裂

4、象尾索動(dòng)物，循環(huán)、神經(jīng)、 肌肉、體腔囊形成的方式(腸體腔法)與脊椎動(dòng)物相同。 沙隱蟲提供的證據(jù)：具脊索動(dòng)物的基本特征，也有脊 椎動(dòng)物的腎、肝、胰、按節(jié)排列的肌肉。 聯(lián)系：棘皮動(dòng)物羽鰓綱動(dòng)物尾索動(dòng)物脊椎動(dòng)物 二、圓口綱的起源和演化二、圓口綱的起源和演化 過(guò)去一般認(rèn)為海洋是脊椎動(dòng)物的發(fā)源地，但是現(xiàn)在 已發(fā)現(xiàn)的生活于5.25億年的古生代早期的奧陶紀(jì)（或 寒武紀(jì)）、志留紀(jì)和泥盆紀(jì)的最早的脊椎動(dòng)物化石甲 胄魚是棲息于淡水中。因此脊椎動(dòng)物起源于淡水的說(shuō) 法為更多人所接受。 甲胄魚與圓口綱動(dòng)物的共同特征：無(wú)上下頜、無(wú) 成對(duì)附肢；有鰓籠、單鼻孔，嗅囊與鼻垂體囊相通； 兩眼間有小的松果體；內(nèi)耳有兩個(gè)半規(guī)管。 說(shuō)

5、明甲胄魚與圓口綱動(dòng)物有一定親緣關(guān)系。 三、魚類的起源和演化三、魚類的起源和演化 （一）起源（一）起源 1.魚類的直接祖先目前尚無(wú)化石證據(jù),只能追朔到 奧陶紀(jì)以前生活過(guò)的假想動(dòng)物祖先-原始有頭類,它 們的后裔分支發(fā)展為無(wú)頜的甲胄魚和有頜的魚類。 從化石材料看，在距今約4億年的泥盆紀(jì)，魚類的 主要類群如棘魚類、盾皮魚類、軟骨魚類和硬骨魚類 均已出現(xiàn)。 從鰓弓進(jìn)化出頜弓使脊椎動(dòng)物由被動(dòng)攝食變?yōu)橹鲃?dòng) 攝食，從而帶動(dòng)了偶鰭等運(yùn)動(dòng)器官的發(fā)展。 盾皮魚類具有上、下頜，故頜的出現(xiàn)在奧陶紀(jì)。 3. 魚類最早的化石是發(fā)現(xiàn)于志留紀(jì)末期的盾皮魚和棘 魚。 盾皮魚：體被盾甲，有頜，有成對(duì)鼻孔，偶鰭和歪 形尾，軟骨。繁盛

6、于泥盆紀(jì)，為軟骨魚類的祖先。 棘魚：是地質(zhì)年代上出現(xiàn)最早的魚類，可能出現(xiàn)于 奧陶紀(jì)，化石發(fā)現(xiàn)于距今4.5億年的志留紀(jì)，歪尾，除胸、 腹鰭外尚有5對(duì)小鰭，各鰭前均有1小棘故名。因具有鱗 片、部分骨化的骨骼及鰓蓋而被認(rèn)為是硬骨魚類的祖先。 根據(jù)棘魚類有鯊魚那樣的牙齒和歪形尾，現(xiàn)代生存的 某些鯊魚的胚胎還有像棘魚那樣成排的小腹鰭，有人認(rèn) 為她它更接近軟骨魚。也有人根據(jù)它具有硬骨鱗、鰓蓋 和硬骨，認(rèn)為它更接近硬骨魚類的祖先古鱈類。 ( (二二) )演化演化 軟骨魚類適應(yīng)于海洋生活,在較早時(shí)間就分化為兩 支，即板鰓類和全頭類。 最早的軟骨魚化石是泥盆紀(jì)的食肉鯊，如裂口鯊。 在泥盆紀(jì)大量輻射發(fā)展，到石炭紀(jì)

7、在海水與淡水中 很普遍，隨后許多祖先類群滅絕。 2. 硬骨魚類的演化 4.25億年從有頜與偶鰭的共同祖先進(jìn)化而來(lái)。 體內(nèi)長(zhǎng)出能行氣體呼吸的“肺”必要時(shí)代替鰓呼吸。 在泥盆紀(jì)分為三類：古鱈類、肺魚類和總鰭魚類。 圓口綱 甲胄魚 原始有頭類 盾皮魚類 裂口鯊 軟骨魚類 古鱈類 硬骨魚類 棘魚類 共同祖先 四、兩棲類的起源和演化四、兩棲類的起源和演化 （一）起源（一）起源 兩棲類可能起源于古代總鰭魚類的骨鱗魚類。 近年來(lái)的一些研究提出了一些疑問(wèn)： 我國(guó)古生物學(xué)家張彌曼教授采用頭骨化石連續(xù)磨片技術(shù)， 研究早泥盆紀(jì)骨鱗魚，發(fā)現(xiàn)這些總鰭魚頭骨化石沒(méi)有真正的 內(nèi)鼻孔，進(jìn)一步研究還發(fā)現(xiàn)，其鼻淚管、卵圓窗和耳柱

8、骨可 能也不存在。 美國(guó)遺傳學(xué)家李特曼等(G.Litman et al.)對(duì)矛尾魚的免疫球 蛋白基因組，發(fā)現(xiàn)基因組構(gòu)像鯊魚而不像陸棲脊椎動(dòng)物；但 在胚胎發(fā)育時(shí)這些基因又重新連接起來(lái)，這時(shí)又像陸棲脊椎 動(dòng)物而不像鯊魚了。 推測(cè)可能是軟骨魚和陸棲脊椎動(dòng)物的過(guò)渡類型。 最早的兩棲類化石發(fā)現(xiàn)于距今3.45億年的泥盆紀(jì) 魚頭螈。 具有似總鰭魚的特點(diǎn)： 具有帶鰭條的尾鰭；具有殘余的前鰓蓋骨；具 有相似的頭骨骨片數(shù)目和排列方式；有迷齒；五趾 型附肢的排列相似。 具有適應(yīng)陸地生活的結(jié)構(gòu)： 五指型四肢有關(guān)節(jié)；頭骨縮短，雙枕髁；具有 耳裂支持鼓膜；吻部較長(zhǎng)，嗅覺(jué)能力增強(qiáng)；肩帶與 頭骨失去聯(lián)系，使頭部有活動(dòng)余地。

9、魚綱總鰭魚-兩棲綱。 （二）演化（二）演化 到石炭紀(jì)、二疊紀(jì)，古兩棲類化石大量發(fā)現(xiàn)。因 此莎炭紀(jì)和二疊紀(jì)為兩棲類時(shí)代。 較普遍的看法是：魚頭螈堅(jiān)頭類現(xiàn)代兩棲類 堅(jiān)頭類：化石頭骨上全部覆蓋膜質(zhì)硬骨，其排列方 式與總鰭魚類相似。 迷齒類(或塊椎類)四足脊椎動(dòng)物 魚頭螈堅(jiān)頭類 殼椎類（側(cè)支） 五、爬行類的起源與適應(yīng)輻射五、爬行類的起源與適應(yīng)輻射 適應(yīng)輻射適應(yīng)輻射：分類地位很相近的動(dòng)物，由于適應(yīng)各種 生活環(huán)境，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期演變?cè)斐尚螒B(tài)結(jié)構(gòu)上明顯差異的 現(xiàn)象稱為適應(yīng)輻射。 （一）爬行類的起源（一）爬行類的起源 經(jīng)典觀點(diǎn)：爬行動(dòng)物是從距今約3億年前的石炭紀(jì) 的迷齒類兩棲動(dòng)物演化來(lái)的。 石炭紀(jì)末期的氣候特點(diǎn)：部

10、分地區(qū)出現(xiàn)干旱和沙漠， 氣候干燥而冬寒夏暖，蕨類植物大多數(shù)被裸子植物所 代替。 氣候特點(diǎn)致使古代兩棲類滅絕或再次入水，而適應(yīng) 陸生環(huán)境的古爬行類在生存斗爭(zhēng)中發(fā)展，到中生代幾 乎統(tǒng)治地球，因而成為爬行動(dòng)物時(shí)代。 最早的爬行類化石叫杯龍類（椎體深凹），最古的 杯龍類叫杯蜥（Cotylosaurus）。但最具過(guò)度性特征的 叫西蒙龍（Seymouria），它們具有同時(shí)具有類似于兩 棲動(dòng)物和爬行動(dòng)物的特征。 類似于兩棲類的特征：頭骨很像堅(jiān)頭類（圖）； 頸短； 肩帶緊貼頭骨，脊柱分區(qū)不明顯；具有迷 齒；缺中耳；有些化石種類可見(jiàn)側(cè)線管痕跡。 類似于爬行類的特征： 頭骨單個(gè)枕髁；肩帶具 有發(fā)達(dá)的間鎖骨；具有2

11、枚薦椎；前肢具有五指； 腰帶和四肢骨較粗壯，更適于陸生爬行。 爬行類起源于何種動(dòng)物仍是探索的問(wèn)題之一。 （二）爬行類的適應(yīng)輻射（二）爬行類的適應(yīng)輻射 爬行動(dòng)物比兩棲動(dòng)物登陸成功，最根本的原因可能 是具有羊膜卵；另一個(gè)原因是四肢的進(jìn)化。 在爬行動(dòng)物的早期，自然選擇壓力沒(méi)有特別強(qiáng)的方 向性，所以它們能向各個(gè)方向輻射。空中、陸地、沙 漠、水中都有它們的進(jìn)化痕跡。 杯龍類是爬行動(dòng)物祖先的基干，所有爬行動(dòng)物都直 接或間接地是杯龍類的后裔。 霸王龍霸王龍 翼龍翼龍 中華鳥龍中華鳥龍 蛇頸龍蛇頸龍 雷龍雷龍 禽龍禽龍 安琪龍安琪龍 躍龍躍龍 三犄龍三犄龍 （三）古爬行動(dòng)物的滅絕（三）古爬行動(dòng)物的滅絕 古爬行

12、動(dòng)物統(tǒng)治地球1.5億年后，紛紛滅絕。 滅絕順序：大型草食性恐龍(雷龍、梁龍)中型草 食性恐龍(角龍、鳥腳龍)肉食性恐龍(霸王龍) 半 水生恐龍。 關(guān)于恐龍滅絕的假說(shuō)關(guān)于恐龍滅絕的假說(shuō) 1. 強(qiáng)烈的地殼運(yùn)動(dòng)造山運(yùn)動(dòng) 2. 白堊紀(jì)晚期太陽(yáng)黑子爆發(fā) 3. 太陽(yáng)繞銀河系運(yùn)行一周所形成的冬夏季 4. 氣候干燥，微量元素異常 5. 體型大使卵趨向大型化，孵卵所需熱量和積溫高 6. 彗星撞擊地球 六、鳥類的起源和適應(yīng)輻射六、鳥類的起源和適應(yīng)輻射 （一）起源（一）起源 一般認(rèn)為鳥類是從距今1.5億年前侏羅紀(jì)的槽齒類爬 行動(dòng)物中的一支進(jìn)化來(lái)的，與蜥龍類恐龍（禿頂龍） 有共同祖先。 槽齒類-原鳥始祖鳥現(xiàn)代鳥類 最

13、早的化石是始祖鳥Archaeopteryx lithographica， 已報(bào)道的7例化石均產(chǎn)于德國(guó)巴伐利亞省索倫霍芬附 近的印板石石灰?guī)r內(nèi)(1861，1861，1877，1956， 1970，1973，1988)。1984年以來(lái)我國(guó)發(fā)現(xiàn)數(shù)具完整 的古鳥化石，是除德國(guó)以外發(fā)現(xiàn)古鳥化石的國(guó)家。 始祖鳥與鳥類相似的特征： （1）具羽毛；（2）有翼；（3）盤骨為“開(kāi)放式”； （4）后肢具4趾，三前一后；（5）具“V”形鎖骨。 與爬行類相似的特征： （1）具槽生齒；（2）雙凹型椎體；（3）有1820枚 分離的尾椎骨；（4）前肢具3枚分離的掌骨，指端具爪； （5）腰帶各骨未愈合；（6）胸骨無(wú)龍骨突；（7

14、）肋 骨無(wú)鉤狀突。 1991年由印度學(xué)者報(bào)道了發(fā)現(xiàn)于北美晚三疊紀(jì)地層中 的原鳥化石，具有比始祖鳥更原始、更像恐龍的特征。 原鳥化石原鳥化石 與爬行動(dòng)物相似特征與爬行動(dòng)物相似特征： 頭骨與禿頂龍相似； 軀體部骨骼很少愈合，分離的尾椎構(gòu)成長(zhǎng)尾； 頜骨具齒； 距骨向前背側(cè)伸長(zhǎng)形成一上行突起。 與鳥類形似的特征與鳥類形似的特征： 頭骨基本似鳥、氣質(zhì)骨； 馬鞍形頸椎； 具“V”形鎖骨和龍骨突，前肢翅形； 腰帶具坐骨孔，后肢適于直立行走； 大腦大； 雙眼向前，為雙眼視覺(jué)。 鳥類飛行起源的學(xué)說(shuō) 樹(shù)棲起源學(xué)說(shuō) 論點(diǎn)：鳥翼起源于攀爬上樹(shù)的爬行動(dòng)物。 論據(jù)：始祖鳥具彎曲的爪，趾型3趾向前，1趾向后， 被認(rèn)為是營(yíng)樹(shù)

15、棲生活的。 奔跑起源學(xué)說(shuō) 論點(diǎn)：鳥類的祖先可能是具有長(zhǎng)尾、雙足行走、能 快速奔跑的爬行動(dòng)物，前肢因輔助奔跑而逐漸演變?yōu)?翼，其上鱗片加大成為羽毛。 論據(jù)：快速奔跑對(duì)捕食和避敵中有利。 （二）鳥類的適應(yīng)輻射（二）鳥類的適應(yīng)輻射 侏羅紀(jì)：始祖鳥、三塔中國(guó)鳥 白堊紀(jì)：齒頜總目（黃昏鳥和浸水鳥） 中生代：不具齒，如玉門甘肅鳥，有些延續(xù)至今 新生代：現(xiàn)存各目的鳥類。 七、哺乳類的起源和適應(yīng)輻射七、哺乳類的起源和適應(yīng)輻射 （一）起源（一）起源 起源于距今2.25億年的中生代三疊紀(jì)的獸齒類。 杯龍類(石炭紀(jì))盤龍類獸孔類獸齒類(爬行動(dòng)物) 獸齒類的特征： 四肢位于身體腹側(cè)；合顳窩；槽生齒；雙枕髁；齒骨 特別

16、發(fā)達(dá)；原始的次生腭；脊椎、帶骨四肢骨似哺乳動(dòng) 物，具胎盤和哺乳；能維持較高體溫。 代表動(dòng)物；犬頜獸、卞氏獸。 （二）哺乳動(dòng)物的適應(yīng)輻射（二）哺乳動(dòng)物的適應(yīng)輻射 哺乳動(dòng)物的祖先是三椎齒類(哺乳動(dòng)物)，具有單一齒 骨，臼齒有3個(gè)齒尖，排成直行(圖2122)。原獸亞綱祖 先是多結(jié)節(jié)齒類。 哺乳動(dòng)物3個(gè)基本輻射階段： 1. 第一階段：中生代侏羅紀(jì)，三結(jié)節(jié)齒類演化出3 支：三齒獸類、對(duì)齒獸類和古獸類。古獸類為后獸 亞綱和真獸亞綱的祖先（圖2123）。 第二階段：中生代末期，出現(xiàn)了后獸亞綱和真獸亞綱。 多結(jié)節(jié)齒類尚存。 第三階段：新生代，現(xiàn)存各目輻射出來(lái)。多結(jié)節(jié)齒類 滅絕，單孔類出現(xiàn)。 現(xiàn)代哺乳動(dòng)物群在第

17、四紀(jì)更新世以后建立起來(lái)。 一、類人猿的起源和進(jìn)化一、類人猿的起源和進(jìn)化 原猴(4000萬(wàn)年前，始新世晚期至漸新世早期)類 人猿(漸新世) 埃及古猿(3000萬(wàn)年前，漸新世晚期) 森林古猿人、類人猿（圖21-24）。 二、人類的起源和進(jìn)化二、人類的起源和進(jìn)化 1. 從猿到人的過(guò)渡階段 森林古猿拉瑪古猿（12001500萬(wàn)年前）阿法 爾南方古猿 LUCY（300360萬(wàn)年前）。 2. 早期猿人階段 代表：東非坦桑尼亞能人，1470人（160300萬(wàn)年前）， 能制造工具。 3. 猿人階段；直立猿人（人類）出現(xiàn)在更新世早期， 距今30180萬(wàn)年前。 4. 智人階段：代表了現(xiàn)代人，分古代類型（古人， 1030萬(wàn)年前）和現(xiàn)代類型（新人，34萬(wàn)年前）。 三、勞動(dòng)創(chuàng)造了人類三、勞動(dòng)創(chuàng)造了人類 從猿到人經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。 從樹(shù)棲轉(zhuǎn)到地面活動(dòng)，學(xué)會(huì)了直立行走； 手得以解放