第五講生物進化的證據(jù)

第五講生物進化的證據(jù)梟頭貝貝殼化石

梟頭貝貝殼化石梟頭貝貝殼化石目前一頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點一、化石

化石是經(jīng)過自然界的作用，保存于地層中的古生物遺體、遺物和他們生活的遺跡。從時間上全新世之前的地層中挖掘出的才可稱之為化石。是古生物學研究的對象?；湍軌蚧蚨嗷蛏俚胤从吵霎敃r生物及其生存環(huán)境的狀況，也就為人類了解生命的歷史和地球上生態(tài)環(huán)境變遷的歷史提供了重要的線索?；瘎游锱c現(xiàn)存動物之間的相似性—親緣關(guān)系生物進化最主要的證據(jù)是化石.目前二頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點古生物學是研究地史時期生物發(fā)生、發(fā)展、分類、分布、進化等規(guī)律的科學。它的研究對象是化石，通過研究，可闡明生物界生物的發(fā)展歷史，確定地層形成的先后順序，了解地殼發(fā)展的歷史，推斷地質(zhì)史上的水陸分布和氣候變遷，以及指導對礦產(chǎn)資源的普查勘探和開發(fā)利用。目前三頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點（一）化石種類A、按保存的特點，化石常分為遺體化石、模鑄化石、遺物化石和遺跡化石四大類：

目前四頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點1、遺體化石（實體化石）最常見的，代表生物遺體或其中一部分。如骨骼、莖稈等，也有微體化石。大部分石化，極少數(shù)不變保存。目前五頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點2、模鑄化石指生物體在底層或圍巖中所留下的各種印模和復鑄物。印痕化石印?；壳傲揬總數(shù)五十七頁\編于十六點3、遺物化石指古代生物生活時留下的物品、工具、糞便、卵等。糞粒（魚）、蛋（恐龍）、卵、珍珠、石器等目前七頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點4、遺跡化石古代生物生活時留下的活動痕跡。如足跡、移跡、棲孔、潛穴等。目前八頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點B、按化石的大小分類1、大化石：不借助儀器用眼睛或放大鏡就能直接觀察的化石。2、微體化石：用光學顯微鏡才能觀察到的一些化石。個體微小的古生物、較大生物的某些微小部分，如放射蟲、細胞、孢子、花粉等。3、超微化石：電子顯微鏡，超微浮游生物。目前九頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點4、分子化石

古代生物的遺體有些因腐爛分解而消失，但一些殘留的有機物分子，可在化石中或摻入沉積物中而獲保存。如：氨基酸、脂肪酸、多糖、核苷酸等古生物化學目前十頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點（二）化石形成的條件和原因1、生物死亡種群的大小種群越大、密度越大、形成化石的機會越多。如魚類比其化脊椎動物多目前十一頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點2、生物體組成部分的堅硬度生物本身最好具有硬體（hardpart)殼體、硬骨頭、牙齒、植物纖維素、木質(zhì)素目前十二頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點3、生物尸體被掩埋的速度和環(huán)境外界環(huán)境因素：有掩蓋物質(zhì)將遺體迅速掩埋起來，免生物、機械和化學的破壞。一般來說，掩蓋物質(zhì)的粒度較?。ㄖ旅艿沫h(huán)境介質(zhì)）、沉積作用寧靜、再加上保存時沒有生物的破壞和氧化作用，容易形成完整而精美的化石。搬運作用：原地埋葬異地埋葬目前十三頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點孔子鳥在一塊火山巖上，軀干、骨骼、利爪清晰可見，只鳥身長23厘米，展翅寬33厘米，一只少年鳥，這只孔子鳥化石距今已有1.25億年，當時火山爆發(fā)，火山熔巖在瞬間包裹住孔子鳥，以致化石形態(tài)才這樣完整。目前十四頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點孔子鳥復原的雄性孔子鳥貌似現(xiàn)在的野雞，翅膀上也有爪，且相當發(fā)達?，F(xiàn)代鳥類全都沒有牙齒，但在遠古的中生代，大多數(shù)鳥類依靠的是嘴中的牙齒取食。與絕大多數(shù)中生代早期鳥類不同，孔子鳥牙齒已經(jīng)完全退化，且已有角質(zhì)喙。目前十五頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點“始祖鳥”孔子鳥與１８６１年德國發(fā)現(xiàn)只能滑行的“始祖鳥”相比，已有了初步的飛行能力，能主動飛行，這就從根本上改變了上百年來世界鳥類研究以德國“始祖鳥”為主的現(xiàn)象。爬行類無翅膀但有爪，嘴里有牙齒，今在國外發(fā)現(xiàn)始祖鳥化石，有翅膀，但翅尖有爪，嘴里也有牙齒，鳥類是從

古代爬行類

進化而來？目前十六頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點4、石化的程度和速度物理作用：硬體中的疏松多孔處，礦物質(zhì)填充其孔隙、得以保存，并增加其重量，或外形印烙在巖石上?；瘜W置換作用：指生物硬體或軟體的原來成分被水溶解，以新的物質(zhì)填充。鈣化（方解石）、硅化（石英）和黃鐵礦化。有些能保存精細結(jié)構(gòu)。目前十七頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點（三）化石保存的方式1、未變保存條件有三：密封，昆蟲被古代樹脂包

冷凍：北極猛瑪象、犀牛尸體干燥：美國洞穴中的地獺、北美恐龍皮膚（木乃伊）別外：防腐作用的泥炭、瀝青目前十八頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點琥珀千萬年前植物所分泌出來的樹脂，經(jīng)過地殼變動而深埋地下，逐漸演化而成的一種天然化石。品種有金珀、蟲珀、香珀、靈珀、石珀、花珀、水珀、明珀、蠟珀等，尤以含有完整昆蟲或植物的琥珀為珍貴。目前十九頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點2、變化保存(石化作用)

1）物理作用：硬體中的有機質(zhì)因散失呈疏松多孔，而后水中的礦物質(zhì)填充其孔隙、得以保存，并增加其重量。如：新生代骨骼、貝殼2）化學置換作用：指生物硬體或軟體的原來成分被水溶解，以新的物質(zhì)填充。鈣化（方解石）、硅化（石英）和黃鐵礦化。有些能保存精細結(jié)構(gòu)。目前二十頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點3）炭化作用生物遺物中易揮發(fā)的成分（H、O、N）經(jīng)蒸騰作用而逃逸，留下較穩(wěn)定的炭質(zhì)薄膜，是為炭化作用。植物、含幾丁質(zhì)骨骼的動物（蝦）此外：植物壓型化石目前二十一頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點3、模鑄保存印痕外模、內(nèi)模鑄型、復型目前二十二頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點二、化石、地質(zhì)年代、生物進化地球歷史中的生命是以化石的形式保存下來的。運用放射性元素測定化石的地質(zhì)年代化石的地質(zhì)年代對于生物進化順序研究關(guān)系重大。目前二十三頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點（一）地質(zhì)年代的劃分地質(zhì)年代是地球演化過程中某一時間階段的劃分方法。地殼上不同時期的巖石和地層，在形成過程中的時間（年齡）和順序。地質(zhì)年代可分為相對年代和絕對年齡（或同位素年齡）兩種。相對地質(zhì)年代是指巖石和地層之間的相對新老關(guān)系和它們的時代順序。目前二十四頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點46億年地質(zhì)學家和古生物學家根據(jù)地層自然形成的先后順序，將地層分為6代12紀地質(zhì)年代地層系統(tǒng)代界紀系世統(tǒng)期層目前二十五頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點地質(zhì)時代距今百萬年地質(zhì)構(gòu)造階段古氣候特征生物發(fā)展階段代紀世動物植物元古代晚震旦紀-570--850--1000--1600-2500--3800--4600-加里東構(gòu)造階段震旦紀大冰期氣候不具硬殼動物出現(xiàn)菌藻植物時代真核元古代大冰期氣候中早太古代太古代大冰期氣候菌類藍藻出現(xiàn)冥古代生命現(xiàn)象開始出現(xiàn)目前二十六頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點地質(zhì)時代距今百萬年地質(zhì)構(gòu)造階段古氣候特征生物發(fā)展階段代紀世動物植物古生代晚古生代二疊紀晚早-230--290--363--409--439--510--570-海西寧構(gòu)造階段石炭二疊紀大冰期氣候兩棲動物時代陸生孢子植物時代石炭紀晚中早泥盆紀晚中早大間冰期氣候魚類時代早古生代志留紀晚中早加里東構(gòu)造階段水生無脊椎動物時代半陸生孢子植物時代奧陶紀晚中早寒武紀晚中早菌藻植物時代目前二十七頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點地質(zhì)時代距今百萬年地質(zhì)構(gòu)造階段古氣候特征生物發(fā)展階段代紀世動物植物中生代白堊紀晚早-67--146--208--230-燕山構(gòu)造階段（老阿爾卑斯階段）大間冰期氣候爬行動物時代裸子植物時代侏羅紀晚中早三疊紀晚中早印枝構(gòu)造階段目前二十八頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點地質(zhì)時代距今百萬年地質(zhì)構(gòu)造階段古氣候特征生物發(fā)展階段代紀世動物植物

新生代第四紀

全新世-0.01--2--5.2--23--35--57--67-喜馬拉雅構(gòu)造階段（新阿爾卑斯階段）第四紀大冰期氣候人類時代被子植物時代更新世新第三紀上新世大間冰期氣候哺乳動物時代中新世老第三紀漸新世始新世古新世目前二十九頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點（二）地質(zhì)年代的測定絕對年齡是根據(jù)測出巖石中某種放射性元素及其蛻變產(chǎn)物的含量而計算出巖石的生成后距今的實際年數(shù)。越是老的巖石，地層距今的年數(shù)越長。每個地質(zhì)年代單位應(yīng)為開始于距今多少年前，結(jié)束于距今多少年前，這樣便可計算出共延續(xù)多少年。

目前三十頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點常用放射測年法測定。原子核衰變恒速，不穩(wěn)定的母體核素衰變成子體核素的速率是恒定的鉀-40，氬-40，13億年巖石38億年14C，5730年古地磁法測年和電子回旋共振法測年目前三十一頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點（三）地質(zhì)年代、生物進化史、地層系統(tǒng)

在各個不同時期的地層里，大都保存有古代動、植物的標準化石。各類動、植物化石出現(xiàn)的早晚是有一定順序的，越是低等的，出現(xiàn)得越早，越是高等的，出現(xiàn)得越晚。在愈古的地層中，所發(fā)現(xiàn)的化石，愈是下等生物；地層愈新，所發(fā)現(xiàn)的化石，愈是高等生物。目前三十二頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點什么是地層？地層是指在某一地質(zhì)年代因巖漿活動形成的巖體及沉積作用形成的地層的總稱。（所謂的地層是指在地殼發(fā)展過程中形成的各種成層和非成層巖石的總稱。）從巖性上講，地層包括各種沉積巖、巖漿巖和變質(zhì)巖；從時代上講，地層有老有新，具有時間的概念。）目前三十三頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點地層學

主要研究地層層序的建立，及其相互間的時間關(guān)系的確定，即地層系統(tǒng)的建立和地層的劃分與對比。這是一切地質(zhì)工作的基礎(chǔ)，所以地層學是地質(zhì)學的一個基礎(chǔ)學科。目前三十四頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點象的進化馬的進化目前三十五頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點地質(zhì)年代---生物進化史--地層系統(tǒng)目前三十六頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點三、生物進化的其他證據(jù)1、比較解剖學2、比較胚胎學3、分子生物學4、生物地理學5、分類學目前三十七頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點（一）比較解剖學

比較解剖學通常是指脊椎動物的比較解剖學，它是對各類脊椎動物的器官和系統(tǒng)進行解剖和比較研究的科學。目前三十八頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點生物進化在比較解剖學上最重要的證據(jù)是同源器官。同源器官是指起源相同，結(jié)構(gòu)和部位相似，而形態(tài)和功能不同的器官。一些脊椎動物的前肢──鳥的翼、蝙蝠的翼手、鯨的鰭、馬的前肢和人的上肢，這些器官的外形和功能很不相同，但是它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本一致。它們都是由肽骨、綜骨、尺骨、腕骨、掌骨和指骨組成的，而且排列方式也基本上一致（見圖）。目前三十九頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點同源器官的存在，證明凡是具有同源器官的生物，都是由共同的原始祖先進化而來的。只是在進化過程中，它們的生活環(huán)境不同，同源器官適應(yīng)于不同的生活環(huán)境，出現(xiàn)了形態(tài)和功能上的不同。目前四十頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點不同種群生物，某些器官在解剖結(jié)構(gòu)上有相同或相似性,反應(yīng)親源關(guān)系和共同祖先進化的軌跡.目前四十一頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點殘余器官

人體中有些器官看來似乎沒有用處，如肓腸等等。進化論者認為這是人類進化的遺跡，這些器官已往是有用的，后來人類漸漸進化，那些器官就因無用而退化萎縮，成為殘余器官，當時他們共舉出有二百七十七種之多。如:動耳肌、闌尾、體毛（毛孩返祖）、尾椎骨。目前四十二頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點（二）比較胚胎學是應(yīng)用比較的方法，研究各門類動物自卵受精起，到幼體動物形成止的胚胎發(fā)育過程，探索其演變規(guī)律的科學。與比較解剖學、比較組織學的關(guān)系極為密切。為動物系統(tǒng)發(fā)生和動物的進化問題提供了重要依據(jù)。目前四十三頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點

親源關(guān)系相近的生物在它們發(fā)育過程中有相同的發(fā)育階段。如脊椎動物在其早期發(fā)育的胚胎階段都出現(xiàn)發(fā)尾巴和鰓囊。目前四十四頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點人類是從曾經(jīng)有尾巴和鰓的祖先進化而來的“重演祖先進化的各個階段”。。目前四十五頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點目前四十六頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點是19世紀俄國的A．O．科瓦列夫斯基關(guān)于海鞘發(fā)育的研究。在A．O．科瓦列夫斯基研究以前，海鞘的分類位置是不定的，因它的成體內(nèi)有鰓裂，但無脊索，也沒有管狀神經(jīng)。雖遠在2000多年前就被發(fā)現(xiàn)，但一直被認為是無脊椎動物的一類。當他研究了海鞘的比較胚胎發(fā)育過程后，才闡明海鞘應(yīng)確定為低等脊索動物。由于海鞘的脊索只局限在短暫幼體的尾內(nèi)，所以稱它為尾索動物。目前四十七頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點（三）分子生物學生命的化學組成——生物大分子氨基酸蛋白質(zhì)核苷酸多糖脂類遺傳密碼的通用性親源關(guān)系相近的生物，其DNA或蛋白質(zhì)分子具有更多的相似性，反之也然。目前四十八頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點8/5%30125/86%146目前四十九頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點（四）生物地理學研究物種地理分布的科學。為物種形成和生物進化提供最早的證據(jù)。目前五十頁\總數(shù)五十七頁\編于十六點生物地理學的主要研究內(nèi)容有：（1）動植物生態(tài)與動植物群落的地理分布；（2）不同地區(qū)動植物種類的組成及生物區(qū)劃；（3）動植物區(qū)系的歷史演變過程；（4）現(xiàn)代生物區(qū)系形成的環(huán)境變遷原因等。生物地理學的研究對于闡明生物與地理環(huán)境的關(guān)系，對現(xiàn)代動植物資源