進(jìn)化生物學(xué)：5 生物發(fā)展史－系統(tǒng)進(jìn)化

系統(tǒng)進(jìn)化－－生物發(fā)展史

11/3/20231細(xì)胞進(jìn)化由原核細(xì)胞到真核細(xì)胞從異養(yǎng)到自養(yǎng)從無性到有性時(shí)間：由古至今由單細(xì)胞到多細(xì)胞（包括動(dòng)植物分異）空間：由水生至陸生趨勢：結(jié)構(gòu)由簡單至復(fù)雜性狀由原始到進(jìn)化類群由低等到高等分類數(shù)以千萬計(jì)的物種經(jīng)歷了形成和絕滅的進(jìn)化歷程系統(tǒng)進(jìn)化25億年7億年11/3/20232

亞里斯多德是古代最偉大的博物學(xué)家，描述了500多種動(dòng)植物，并試圖對種種生物現(xiàn)象做出歸納、分類和解釋。在對生物進(jìn)行比較、分類時(shí)，他認(rèn)識(shí)到可以對不同的生物按從簡單到復(fù)雜的次序進(jìn)行排列，構(gòu)成一個(gè)等級系統(tǒng)。在他看來，自然界存在著從非生物、植物到動(dòng)物的連續(xù)序列，組成了一個(gè)從最不完善的事物上升到最完善的事物線性鏈條，每個(gè)事物都是這個(gè)鏈條中的一環(huán)。他把這稱為自然界等級。亞里斯多德“自然界等級圖”11/3/20233

從亞里斯多德開始一直到18世紀(jì)后期，博物學(xué)家普遍采用的是自上而下的分類法。例如，生物根據(jù)是否會(huì)運(yùn)動(dòng)分成動(dòng)物和植物兩大類，動(dòng)物根據(jù)是否有血分成有血?jiǎng)游锖蜔o血?jiǎng)游飪深?，有血?jiǎng)游锓殖蓽匮屠溲鹊取＿@樣一步步地二分下去，直到一個(gè)特定的物種。這種自上而下的分類法其實(shí)是一種鑒定法，到今天生物學(xué)家還采用類似的方法來鑒定標(biāo)本。但這并不是一個(gè)很好的分類法。它在做每一級的分類時(shí)完全依賴于一個(gè)特征，而對該特征的選擇又是主觀的，選用不同的特征就會(huì)形成完全不同的分類系統(tǒng)。11/3/20234瑞典博物學(xué)家林奈（1707－1778）被公認(rèn)為是現(xiàn)代生物分類學(xué)之父，林奈分類的目的是為了建立一個(gè)自然系統(tǒng)反映造物主的計(jì)劃，其1735年巨著的名稱就叫《自然系統(tǒng)》。在此書中，林奈首先提出了以植物的生殖器官進(jìn)行分類的方法。從1741年起，他潛心研究動(dòng)植物分類學(xué)，1753年發(fā)表了《植物種志》一書，在這部著作中共收集了5938種植物，并用他新創(chuàng)立的“雙名命名法”對植物進(jìn)行統(tǒng)一命名。綱、目、屬、種的分類概念是林奈的首創(chuàng)。11/3/20235生物的分類

生命科學(xué)是在傳統(tǒng)的生物分類學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，對眾多生物進(jìn)行分類是認(rèn)識(shí)和利用生物多樣性的基礎(chǔ)。如何科學(xué)地對眾多生物進(jìn)行分類，一直是生物學(xué)界長期研究和爭論的課題?；认x、蝙蝠、大雁人為分類《本草綱目》鯨魚、章魚、鯽魚

科學(xué)的分類應(yīng)以生物的進(jìn)化為核心，比較生物最重要的特征和親緣關(guān)系差異的大小。－自然分類和系統(tǒng)分類“Godlaughsatclassificationbyhuman”11/3/20236自然分類：依據(jù)形態(tài)、解剖、生殖、發(fā)育等全面的資料進(jìn)行分類－－尋求能夠反映自然界的客觀規(guī)律。系統(tǒng)分類：反映生物界進(jìn)化規(guī)律、體現(xiàn)出各類群間的進(jìn)化歷史和親緣關(guān)系。11/3/20237植物系統(tǒng)進(jìn)化樹11/3/20238生物界的劃分及其進(jìn)化關(guān)系Linnaeus

1753

兩界系統(tǒng)

植物界動(dòng)物界二界系統(tǒng)建立最早，影響最大，也是沿用最廣泛和時(shí)間最長的一個(gè)分界系統(tǒng)，直今，大部分教科書仍采用這一系統(tǒng)。11/3/20239三界系統(tǒng)植物界動(dòng)物界原生生物界1866年德國生物學(xué)家?？藸杽?chuàng)建原生生物界。加上原來的二界，構(gòu)成由植物界、動(dòng)物界和原生生物界組成的三界系統(tǒng)。此學(xué)說中的“原生生物”包括了單細(xì)胞動(dòng)物和其他難以歸入動(dòng)物界和植物界的單細(xì)胞生物。11/3/202310動(dòng)物學(xué)家認(rèn)為眼蟲是一種“原生動(dòng)物”；植物學(xué)家認(rèn)為它是一種“原生植物”（裸藻）。眼蟲是一種生活在水中的單細(xì)胞原生生物11/3/202311四界系統(tǒng)

植物界動(dòng)物界原生生物界真菌界

真菌界：將不能進(jìn)行光合作用的異養(yǎng)真核菌類（真菌和粘菌）從植物界劃出，建立真菌界。

考柏蘭(H.F.Copeland,1938)，美國生物學(xué)家11/3/2023121969

Whittaker

五界系統(tǒng)動(dòng)物界植物界真菌界原生生物界

原核生物界五界系統(tǒng)魏泰克：美國康乃爾大學(xué)生物學(xué)家，于1969年提出“五界說”。

原核生物界：將四界系統(tǒng)中歸入原生生物界中的細(xì)菌和藍(lán)藻分出，建立具有原核細(xì)胞結(jié)構(gòu)的原核生物界。

11/3/20231311/3/202314六界系統(tǒng)動(dòng)物界植物界真菌界原生生物界原核生物界病毒界SARSvirus在五界的基礎(chǔ)上，建立了非胞生物界非胞生物界目前尚未得到國際學(xué)術(shù)界的普遍承認(rèn)，因?yàn)椴《绢惾狈ι锼鶓?yīng)具備的一些基本特征，如新陳代謝、獨(dú)立生存能力、應(yīng)激性、獨(dú)立繁殖能力等。

有人認(rèn)為，病毒類應(yīng)屬于生物和非生物之間的物質(zhì)存在方式。

11/3/202315原核生物界：無細(xì)胞核和細(xì)胞器，均為微小的單細(xì)胞生物。包括古細(xì)菌、細(xì)菌和藍(lán)細(xì)菌。11/3/202316

螺旋桿菌

放線菌支原體螺旋體11/3/202317原生生物界:最簡單的真核生物，多為單細(xì)胞個(gè)體。大部分為原生動(dòng)物，其次是真核藻類。一種鐘形蟲

11/3/202318

真菌界：異養(yǎng)真核生物11/3/202319苔蘚植物植物界Plantae特征：真核多細(xì)胞，有細(xì)胞壁光合作用分類：苔蘚植物蕨類植物種子植物11/3/202320蕨類植物11/3/202321裸子植物

GymnospermsCycasPiceaGinkgoMetasequoiaEphedra11/3/202322被子植物（雙子葉）11/3/20232311/3/202324被子植物(單子葉)11/3/202325動(dòng)物界Aminalia特征：真核、多細(xì)胞、異養(yǎng)、無細(xì)胞壁、能運(yùn)動(dòng)分類：海綿腔腸線形軟體環(huán)節(jié)扁形節(jié)肢脊索11/3/202326無脊椎動(dòng)物---軟體動(dòng)物11/3/202327無脊椎動(dòng)物---節(jié)肢動(dòng)物11/3/202328脊椎動(dòng)物11/3/202329哺乳動(dòng)物11/3/202330人在生物界中的分類位置真核、異養(yǎng)、組織器官發(fā)達(dá)——?jiǎng)游锝?/p>

脊索動(dòng)物門：原脊索動(dòng)物亞門，脊椎動(dòng)物亞門

哺乳動(dòng)物綱：原獸亞綱、后獸亞綱、真獸亞綱

真獸亞綱包括食蟲目、食肉目、靈長目等等

靈長目

人科 人屬

人種

Homosapiens11/3/202331生物具有個(gè)體發(fā)育和系統(tǒng)進(jìn)化的歷史11/3/202332生物進(jìn)化發(fā)展史：探索生物系統(tǒng)進(jìn)化

生命在地球上已經(jīng)生存了35億年之久，自其誕生之日起就不停息地變化，在變化中進(jìn)化。這是一個(gè)由地質(zhì)和古生物化石記錄所記述的真實(shí)的歷史過程，一個(gè)漫長的未見終止的過程。在這個(gè)過程中，曾發(fā)生過許多重大的進(jìn)化事件。在生物發(fā)展史上，許多物種相繼絕滅。據(jù)估計(jì)，地球上已出現(xiàn)物種的絕大多數(shù)已經(jīng)絕滅，正是這種舊有物種的絕滅伴隨著新物種的產(chǎn)生過程才構(gòu)成了一部生物進(jìn)化發(fā)展史。了解生物進(jìn)化發(fā)展史的目的就是為了認(rèn)識(shí)生物系統(tǒng)進(jìn)化發(fā)展的規(guī)律。11/3/202333

在時(shí)間尺度上考察生命進(jìn)化的歷史和在生物結(jié)構(gòu)層次上考察生物進(jìn)化現(xiàn)象，是研究生物系統(tǒng)進(jìn)化的兩個(gè)相互補(bǔ)充的途徑。研究生物進(jìn)化史的兩大工具：

化石——是研究古代生物的主要依據(jù)。

地質(zhì)時(shí)代-----根據(jù)同位素衰變計(jì)算地層年齡。11/3/202334

化石是經(jīng)過自然界的作用，保存于地層中的古生物遺體、遺物和它們的生活遺跡?，F(xiàn)存的生物是歷史上生物長期演化的結(jié)果。因而，化石為生物進(jìn)化提供了直接的證據(jù)。也就是說，關(guān)于生物進(jìn)化問題，可以從分類學(xué)、胚胎學(xué)、遺傳學(xué)、分子生物學(xué)等不同方面進(jìn)行探討，但化石的資料最直接也最可靠。一、生物化石11/3/20233511/3/202336

化石可以為研究生物進(jìn)化提供直接的證據(jù)?；旧砭褪巧镌?jīng)發(fā)生演化的直接記錄。現(xiàn)在,通過化石記錄,對于生命起源的時(shí)間，對于幾乎所有生物類群的過渡環(huán)節(jié),都有了比較清晰的認(rèn)識(shí)。同時(shí)根據(jù)化石生物種類的組合情況可以恢復(fù)古環(huán)境和古氣候，還可以為判斷地層的形成年代提供證據(jù)，從而為人類尋找礦藏提供必要的依據(jù)。11/3/202337活化石：

現(xiàn)在多數(shù)人認(rèn)為應(yīng)有以下4個(gè)限定條件才能將現(xiàn)生某物種稱為活化石：①在解剖上真正與某一古老物種極相似，但并不一定是完全相同或就是該物種；②這一古老物種至少已有上千萬年的歷史，在整個(gè)地質(zhì)歷史過程中保留著諸多原始特征，而未發(fā)生較大的改變，也就是一種進(jìn)化緩慢型生物；③這一類群的現(xiàn)生成員由一個(gè)或很少的幾個(gè)種為代表；④分布范圍有限。11/3/202338浙江天目山銀杏，被認(rèn)為是野生植株

11/3/202339“活化石”與“孑遺”的區(qū)別孑遺亦稱孑遺生物，這是一個(gè)并沒有太多嚴(yán)格限定意義的名詞。一般認(rèn)為孑遺生物一定是活化石，細(xì)微的區(qū)別在于，凡屬活化石的現(xiàn)生生物未出現(xiàn)滅絕的趨勢，而孑遺則在現(xiàn)今已經(jīng)出現(xiàn)了滅絕趨勢，甚至有的已在滅絕的邊緣上，如蘇鐵。

11/3/20234011/3/20234111/3/2023422006年3月10日，美國、法國和中國科學(xué)家組成的一個(gè)研究小組在《科學(xué)》雜志報(bào)道，在老撾發(fā)現(xiàn)的一種嚙齒動(dòng)物是被認(rèn)為早已滅絕的原始嚙齒動(dòng)物——山東硅藻鼠的孑遺，這一成果極其罕見。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)1100萬年前就已滅絕的一種動(dòng)物

它看起來既有松鼠的特點(diǎn)又類似巖鼠，當(dāng)時(shí)被定名為一個(gè)獨(dú)立的科－－“老撾謎鼠”。但后來科學(xué)家將其骨骼與近年在中國山東等地發(fā)掘出的山旺期嚙齒動(dòng)物化石進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)了相當(dāng)多的共同點(diǎn)。從而斷言它實(shí)際上應(yīng)是山東硅藻鼠的孑遺。山東硅藻鼠早期認(rèn)為在距今１１００萬年前就已滅絕

11/3/202343這一現(xiàn)象被稱為為“拉扎勒斯效應(yīng)”，也就是說被認(rèn)為已滅絕的物種被“重新發(fā)現(xiàn)”，“老撾謎鼠”和東南亞的狐猴、眼鏡猴等都是這類古老物種的孑遺。11/3/20234411/3/202345《孑遺植物》特種郵票發(fā)行

2006年3月12日，國家郵政局發(fā)行的《孑遺植物》特種郵票，全套4枚。11/3/202346在地球的沉積巖中，上部較新的地層形成的時(shí)代較晚，下部較老的地層形成的時(shí)代較早。因此，不同地層的化石記錄了不同時(shí)代生存的生物。已有化石記錄顯示：越老的地層，生物形態(tài)越簡單；越新的地層，生物形態(tài)越復(fù)雜。這無可辯駁地說明：生物是進(jìn)化的，復(fù)雜生物是從簡單的生物進(jìn)化而來。11/3/202347二、地質(zhì)年代地質(zhì)年代的劃分。地質(zhì)學(xué)家將地質(zhì)歷史從早到晚劃分為6個(gè)“代（era）”：冥古代，太古代、元古代、古生代、中生代、新生代。每個(gè)代又分為若干“紀(jì)”，如寒武紀(jì)、石炭紀(jì)、侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)、第三紀(jì)、第四紀(jì)等，紀(jì)下面再分若干“世”，如古新世、中新世、全新世等。地質(zhì)年代的測定

（1）放射性同位素。地球年齡即是用該法測出（2）古地磁。人們常說的元謀人距今170萬年左右，就是這樣測出來的。11/3/202348同位素衰變半衰期適用范圍

87銣－87鍶490億年1億年

232釷－208鉛140億年2億年

238鈉－206鉛45億年1億年

40鉀－40氬13億年1億年

235鈾－207鉛7億年10萬年

14碳－14氮5730年6萬年

11/3/202349

一般認(rèn)為，地球的歷史約為46億年以上。根據(jù)地質(zhì)史的劃分，從46億年至38億年前為冥古代。地殼的形成和生命起源的化學(xué)進(jìn)化都在這一時(shí)期。從38億年至25億年前是太古代

，那時(shí)已有了藍(lán)藻和細(xì)菌。從25億年至5億7千萬年前是元古代，已出現(xiàn)真核細(xì)胞，原生動(dòng)物相當(dāng)繁盛。從5億7千萬年至2億3千萬年前是古生代，它的早期動(dòng)植物大分化，藻類和無脊椎動(dòng)物發(fā)展迅速，晚期生物成功登陸，蕨類、魚類、兩棲類繁盛。從2.3億年至6700萬年前屬中生代，是爬行動(dòng)物、昆蟲和高等植物大發(fā)展的時(shí)期。從6千7百萬年前到現(xiàn)在是新生代，這是現(xiàn)代被子植物和哺乳動(dòng)物繁殖的時(shí)代，這個(gè)年代的后期出現(xiàn)了人類，從此開始了人類發(fā)展的歷史。11/3/20235011/3/20235111/3/202352大陸漂移11/3/202353大陸漂移學(xué)說魏格納根據(jù)擬合大陸的外形、古生物學(xué)、地質(zhì)學(xué)等大量證據(jù)，提出中生代地球表面存在一個(gè)泛大陸（Pangea），這個(gè)超極大陸后來分裂，經(jīng)過二億多年的漂移形成現(xiàn)在的海洋和陸地。

11/3/20235411/3/202355大陸漂移學(xué)說魏格納首次提出大陸漂移觀點(diǎn)時(shí)，許多證據(jù)來自他對古氣候的研究。他注意到，各大陸上存在某一地質(zhì)時(shí)期形成的巖石類型出現(xiàn)在現(xiàn)代條件下不該出現(xiàn)的地區(qū)：如在極地區(qū)分布有古珊瑚礁和熱帶植物化石；而在赤道地區(qū)發(fā)現(xiàn)有古代的冰層。運(yùn)用將今論古的原則，魏格納把冰川活動(dòng)的中心放在當(dāng)時(shí)的旋轉(zhuǎn)極附近，而珊瑚礁和蒸發(fā)巖分布的地帶放在赤道附近，用這種方法確定了各大陸當(dāng)時(shí)的古緯度。對古緯度和現(xiàn)代緯度的比較，魏格納得出了大陸漂移的結(jié)論。11/3/202356太古代（距今38～25億年）—生命的出現(xiàn)

太古代是地質(zhì)發(fā)展史中最古老的時(shí)期，延續(xù)時(shí)間長達(dá)13億年。在太古代時(shí)期，生命元素，如C，H，O，N等在強(qiáng)烈的宇宙射線、雷電轟擊下首先形成簡單有機(jī)分子，后發(fā)展為復(fù)雜有機(jī)分子，再形成準(zhǔn)生命的團(tuán)聚體，進(jìn)而由團(tuán)聚體進(jìn)化成原始生命。到35億年前，地球上開始出現(xiàn)了原始的藻類和細(xì)菌。表明這一時(shí)期地球上已經(jīng)出現(xiàn)了游離氧以及行光合作用的原核生物。

11/3/202357元古代（距今25-5.7億年）—藍(lán)藻時(shí)代元古代生物界處于緩慢，低水平進(jìn)化階段，大量藍(lán)藻形成疊層石，由于這些光合生物的發(fā)展，大氣圈已有更多的氧氣。11/3/202358藍(lán)菌化石群落原位地保存在硅化的疊層石碳酸鹽層積中11/3/20235911/3/202360最低等的真核生物—綠藻古老而原始的生命在經(jīng)歷近15億年的漫長進(jìn)化之后，到距今約19億年前開始出現(xiàn)第一次繁榮，其標(biāo)志是出現(xiàn)了真核生物。真核生物的出現(xiàn)標(biāo)志著生命細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完善，現(xiàn)代生命都是從19億年前真核生物出現(xiàn)的原點(diǎn)上輻射進(jìn)化而來的。11/3/202361古生代（距今5.7-2.3億年）1.寒武紀(jì)（距今5.7～5.1億年）—海洋無脊椎動(dòng)物大發(fā)展

寒武紀(jì)標(biāo)志著地球生物演化史新的一幕。帶殼、具骨骼的海洋無脊椎動(dòng)物趨向繁榮，其中，最繁盛的是節(jié)肢動(dòng)物三葉蟲，約占當(dāng)時(shí)全部生物的60％，故寒武紀(jì)又稱為“三葉蟲時(shí)代”。在潮濕的低地，可能分布有苔蘚和地衣類的低等植物，但它們還缺乏真正的根莖組織，難以在干燥地區(qū)生活；無脊椎動(dòng)物也還沒有演化出適應(yīng)在空氣中生活的機(jī)能。寒武紀(jì)的生物形態(tài)奇特，和我們現(xiàn)在地球上所能看見的生物極不相同。11/3/202362寒武紀(jì)三葉蟲世界11/3/202363三葉蟲是已經(jīng)滅絕的古生代海洋節(jié)肢動(dòng)物，由頭、胸、尾三部組成，由于整個(gè)身體縱、橫皆可分為三部分，故名為三葉蟲。

三葉蟲全為海生，它自寒武紀(jì)早期大量出現(xiàn)，成為當(dāng)時(shí)海洋中的主要生物類群。早期的三葉蟲一般是頭部巨大，尾部短小，晚期的頭尾大小近相等，尾部經(jīng)常生長著棘刺。

三葉蟲到二疊紀(jì)末絕滅，繁衍了三億五千萬年，是古生代的重要化石門類。11/3/202364山東泰安盛產(chǎn)的“燕子石（蝙蝠石）”，就是當(dāng)時(shí)大量活動(dòng)的三葉蟲死后堆積形成的

11/3/202365這種動(dòng)物看起來很不起眼，但它卻很重要．它背上的一條微弱的痕跡可能是包括人類在內(nèi)的所有脊椎動(dòng)物的祖先。

皮卡蟲(pikaia)11/3/202366在寒武紀(jì)開始后的短短數(shù)百萬年時(shí)間里，包括現(xiàn)生動(dòng)物幾乎所有類群的祖先，如海綿動(dòng)物、腔腸動(dòng)物、棘皮動(dòng)物、腕足動(dòng)物、節(jié)肢動(dòng)物、軟體動(dòng)物等無脊椎動(dòng)物以及脊索動(dòng)物等在內(nèi)的大量多細(xì)胞生物突然出現(xiàn)，這一爆發(fā)式的生物演化事件被稱為“寒武紀(jì)生命大爆炸”。云南澄江化石動(dòng)物群（5.3億年前）11/3/2023672.奧陶紀(jì)（距今5.1-4.38億年）—海洋無脊物動(dòng)物全盛時(shí)期在奧陶紀(jì)時(shí)，海生無脊椎動(dòng)物空前繁榮。筆石是奧陶紀(jì)最奇特的海洋動(dòng)物類群，分布廣泛。

鸚鵡螺進(jìn)入繁盛時(shí)期，它們身體巨大，是當(dāng)時(shí)海洋中兇猛的肉食性動(dòng)物；由于大量食肉類鸚鵡螺類的出現(xiàn)，三葉蟲在胸、尾長出許多針刺，以避免食肉動(dòng)物的襲擊或吞食。珊瑚自中奧陶世開始大量出現(xiàn)。在奧陶紀(jì)晚期，約4.8億年前，首次出現(xiàn)了可靠的原始脊椎動(dòng)物--淡水無頜魚；淡水植物據(jù)推測可能在奧陶紀(jì)也已經(jīng)出現(xiàn)。11/3/202368

筆石是一類已經(jīng)滅絕的海生群體動(dòng)物，群體的骨骼呈簡單或復(fù)雜的細(xì)枝狀，它們所保存的化石象是用筆在巖層面上所書寫的痕跡，因此有“筆石”之稱。

常見的有樹形筆石類和正筆石類，其次是管筆石類。奧陶紀(jì)11/3/202369

珊瑚為底棲海洋動(dòng)物，主要生活在溫暖、清潔的淺海環(huán)境，可分為單體和復(fù)體兩大類。骨骼的軟體統(tǒng)稱為珊瑚蟲，外胚層可分泌碳酸鈣骨骼，形成珊瑚礁。復(fù)體珊瑚體內(nèi)有黃藻生活，與珊瑚蟲形成特殊的互惠共生關(guān)系。由于復(fù)體珊瑚對生活環(huán)境有嚴(yán)格的要求，地層中發(fā)現(xiàn)的珊瑚礁可作為判斷地質(zhì)時(shí)期海洋環(huán)境的可靠標(biāo)志。奧陶紀(jì)11/3/202370

無頜類是迄今已知最古老的原始脊椎動(dòng)物。這類魚形動(dòng)物和真正的魚類不同，它們沒有上下頜骨，口不能有效地張合，只能靠吮吸甚至僅靠水的自然流動(dòng)將食物送進(jìn)嘴里食用。

典型的無頜類在頭部及身體前部覆蓋有彼此相連的骨板或鱗甲，因此也被稱為“甲胄魚類”。原始脊椎動(dòng)物----淡水無頜魚奧陶紀(jì)11/3/202371奧陶紀(jì)的生態(tài)景觀1、最早的魚類在海中游泳2、三葉蟲仍然大量存在3、現(xiàn)代蛤類的祖先產(chǎn)生4、陸地不存在動(dòng)植物5、海底危機(jī)四伏，從這個(gè)時(shí)期開始，下水將再無安全可言！

11/3/2023723.志留紀(jì)（距今4.38--4.1億年）—脊椎動(dòng)物的大量出現(xiàn)

植物登陸和有頜類的出現(xiàn)是發(fā)生在志留紀(jì)的最重要的生物演化事件。由于劇烈的造山運(yùn)動(dòng)，地球表面海洋面積減小，大陸面積擴(kuò)大。低等維管植物開始出現(xiàn)并逐漸占領(lǐng)陸地，其中裸蕨類和石松類是目前已知最早的陸生植物。植物終于從水中開始向陸地發(fā)展，這是生物演化的又一重大事件。

在志留紀(jì)中期，更先進(jìn)的有頜魚類開始出現(xiàn)，為隨后魚類等高等脊椎動(dòng)物的大發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

志留紀(jì)時(shí)，海洋無脊椎動(dòng)物發(fā)生了重要的更新，繁盛一時(shí)的三葉蟲逐漸衰退。伴隨著陸生植物的發(fā)展，志留紀(jì)晚期還出現(xiàn)了最早的昆蟲和蛛形類節(jié)肢動(dòng)物。11/3/202373

裸蕨類是最古老、最原始的陸生維管植物，植物體比較矮小，通常不到20cm，沒有真正的根和葉子。裸蕨類的莖二歧式分枝，內(nèi)有簡單的維管束，體表有角質(zhì)層和非常簡單的氣孔,枝頂有繁衍后代的單生孢子囊，這些都是原始的特征。裸蕨類植物是現(xiàn)代陸地維管植物的祖先類型。

志留紀(jì)11/3/202374裸蕨志留紀(jì)11/3/20237511/3/202376石松類植物在志留紀(jì)時(shí)數(shù)量較少，在石炭紀(jì)達(dá)到繁盛，既有草本種類，也有高大喬木。到二疊紀(jì)時(shí)，絕大多數(shù)石松植物相繼絕滅，現(xiàn)在遺留下來的只是少數(shù)草本類型。鱗木現(xiàn)代石松石松類植物已經(jīng)有根、莖、葉之分化，莖直立，為二歧式分枝，葉為小型葉，多為針狀。11/3/202377高大的鱗木植物，30-40米高

11/3/202378蘆木-化石復(fù)原11/3/202379水韭目演化系列11/3/202380

頜的出現(xiàn)在脊椎動(dòng)物進(jìn)化史中具有重要意義，由于頜的形成，陸生脊椎動(dòng)物從此能夠主動(dòng)、有效地捕食?！凹~”是從無頜類向有頜類進(jìn)化的最早的嘗試者，內(nèi)骨骼已經(jīng)開始骨化，具有原始的頜，一個(gè)擴(kuò)大的上頜骨與發(fā)育比較完善的下頜咬合，下頜有牙，但上頜無牙。有頜魚類--棘魚志留紀(jì)11/3/20238111/3/202382錐鳥蛤

彗星蟲(Encrinurus)直角石(Orthoceras)矛頭蟲(Lonchodomas)四筆石（Tetragraptus）

11/3/202383志留紀(jì)一只三葉蟲正被板足鱟攻擊（板足鱟是陸生蝎子的祖先）

11/3/2023844.泥盆紀(jì)（距今4.1---3.6億年）——蕨類植物和魚類時(shí)代

泥盆紀(jì)是地球生物界巨大變革的時(shí)期，由海洋向陸地大規(guī)模進(jìn)軍是這一時(shí)期最突出的生物演化事件。

首先，脊椎動(dòng)物進(jìn)入飛躍發(fā)展時(shí)期，各種魚類空前繁盛，有頜類、甲胄魚數(shù)量和種類增多，現(xiàn)代魚類---硬骨魚開始發(fā)展。到泥盆紀(jì)晚期，由魚類進(jìn)化而來的兩棲類登上陸地，標(biāo)志著脊椎動(dòng)物開始了脫離水體并最終征服陸地的演化歷程。

其次，陸生植物裸蕨在陸地上完全站穩(wěn)了腳根，并且，它們的三支后代石松類、楔葉類和真蕨類開始大發(fā)展，出現(xiàn)了許多這類植物構(gòu)成的成片森林。另外，泥盆紀(jì)中晚期還出現(xiàn)了最早的裸子植物。

11/3/202385恐魚,長達(dá)12米

海洋霸主---魚類帝國

11/3/202386硬骨魚類是現(xiàn)代脊椎動(dòng)物中最大的一個(gè)綱，它們種類繁多，類型復(fù)雜，廣泛適應(yīng)于海洋、河流、湖泊等各種水域。硬骨魚類骨骼高度骨化，頭骨、脊柱、附肢骨等內(nèi)骨骼化；大多數(shù)有鰾，少數(shù)有肺。硬骨魚類最早出現(xiàn)于中泥盆紀(jì)。現(xiàn)代魚類—硬骨魚泥盆紀(jì)11/3/202387肺魚活化石矛尾魚（總鰭魚類）1938年在南非首次發(fā)現(xiàn)泥盆紀(jì)11/3/202388在脊椎動(dòng)物進(jìn)化史上，從水棲轉(zhuǎn)變到陸棲是一個(gè)巨大的飛躍。兩棲類由總鰭魚類（具肺和肉鰭）進(jìn)化而來，最早出現(xiàn)于泥盆紀(jì)晚期。它出現(xiàn)了四肢，脊椎上長出了關(guān)節(jié)突，可以彎曲活動(dòng)，肩帶與頭骨間已失去聯(lián)系，頭能自由活動(dòng)，能適應(yīng)陸地生活。最原始的兩棲類代表----魚頭螈11/3/202389兩棲類進(jìn)化表

11/3/202390與其祖先魚類相比較，兩棲類已經(jīng)具備適應(yīng)陸地生活的進(jìn)步特征：四肢發(fā)展成強(qiáng)有力的適應(yīng)于陸地行走的器官，能用肺呼吸空氣等。但是，它們還保持著一些原始的和魚類相似的水棲特點(diǎn)：卵無羊膜結(jié)構(gòu)，必須在水中產(chǎn)卵、孵化，幼體在水中生活且用腮呼吸，經(jīng)變態(tài)長出四肢后才能爬上陸地并用肺呼吸。因此，兩棲類還不能完全離開水域。泥盆紀(jì)11/3/20239111/3/202392

楔葉類繼裸蕨類等無葉植物、石松等小葉植物之后繁盛起來，開始真正具有根、莖、葉的分化，莖具有明顯的節(jié)和節(jié)間。葉小，呈楔形，輪狀排列。孢子囊生于特化的孢子葉上。最早見于泥盆紀(jì)，在石炭紀(jì)時(shí)盛極一時(shí)，現(xiàn)大都絕滅，僅孑遺木賊科（Equisetaceae）一科。

楔葉類11/3/202393古蘆木（巨型木賊）現(xiàn)代問荊泥盆紀(jì)11/3/202394真蕨類

植物體具有真正的根、莖、葉。多為草本，葉一般為大型羽狀復(fù)葉。孢子囊繁殖，常聚集成各式囊群。出現(xiàn)于中泥盆世，石炭紀(jì)--中生代繁盛?，F(xiàn)存蕨類植物中最大的一個(gè)類群。11/3/202395早期裸子植物起源于泥盆紀(jì)晚期。包括兩大系列：一個(gè)系列是種子蕨和蘇鐵類，植物體以擴(kuò)大葉子的面積來增加光合作用的表面積；另一個(gè)是科達(dá)、銀杏和松柏類等，植物體以增加分支的方式來擴(kuò)大光合作用的表面積。11/3/202396種子蕨泥盆紀(jì)11/3/202397種子蕨泥盆紀(jì)11/3/202398現(xiàn)代蘇鐵種子蕨泥盆紀(jì)11/3/202399現(xiàn)代蘇鐵泥盆紀(jì)11/3/2023100種子蕨與蘇鐵種子比較泥盆紀(jì)11/3/2023101科達(dá)植物（科得狄）---銀杏和松柏類的祖先重要的造煤植物泥盆紀(jì)11/3/2023102

石炭紀(jì)兩棲動(dòng)物蓬勃發(fā)展，陸生脊椎動(dòng)物進(jìn)一步繁盛。三葉蟲已經(jīng)大部分絕滅。陸地昆蟲，如蟑螂類和蜻蜓類，是石炭紀(jì)突然崛起的一類陸生動(dòng)物，它們的出現(xiàn)與當(dāng)時(shí)茂盛的森林密切相關(guān)，其中有些蜻蜓個(gè)體巨大。石炭紀(jì)末期，最原始的爬行類動(dòng)物開始出現(xiàn)。

石炭紀(jì)的植物以石松類、木賊類、真蕨類等為主。晚石炭紀(jì)時(shí)，這些植物空前繁榮，大型的石松類植物形成大面積沼澤森林，給煤的形成創(chuàng)造了有利條件。石炭紀(jì)（距今3.6---2.86億年）----壯觀的蕨類森林11/3/2023103石炭紀(jì)石炭紀(jì)時(shí)期，氣候溫暖潮濕，出現(xiàn)了陸地上最早的森林。

11/3/2023104AnAncientForest11/3/2023105石炭紀(jì)兩棲類繁盛，爬行類問世，并且和兩棲類一起生活在植物茂盛的涼爽沼澤里。

11/3/2023106石炭紀(jì)在植食性脊椎動(dòng)物統(tǒng)治陸地以前，昆蟲和蜘蛛消耗著石炭紀(jì)森林中植物的營養(yǎng)。因?yàn)闆]有競爭，這些令人毛骨悚然的爬行者身體巨大。大多數(shù)昆蟲都最喜歡溫暖、潮濕的環(huán)境，但石炭紀(jì)末，氣候變得更干更冷，新的植物和動(dòng)物出現(xiàn)，因而巨型昆蟲的時(shí)代結(jié)束了。

11/3/2023107巨型蜻蜓化石（兩翅張開可達(dá)70cm）

--生物掌握飛行技術(shù)

石炭紀(jì)11/3/2023108二疊紀(jì)是古生代的最后一個(gè)紀(jì)，是地球生物圈發(fā)生重大變革、更替的時(shí)期。二疊紀(jì)時(shí)兩棲類動(dòng)物大量繁榮，常見的有蠑螈；爬行動(dòng)物繼續(xù)發(fā)展；哺乳動(dòng)物的先驅(qū)—溫血爬行動(dòng)物獸孔類開始發(fā)展。植物的面貌在在二疊世晚期也發(fā)生重要變革，裸子植物如松柏類和銀杏類繁盛，蕨類植物開始衰退。我國二疊紀(jì)植物群以大羽羊齒植物群為特征，稱為“華夏植物群”。二疊紀(jì)（距今2.86---2.45億年）—生物圈重大變革時(shí)期11/3/2023109

蠑螈的脊椎四肢等的結(jié)構(gòu)代表了兩棲動(dòng)物進(jìn)化中的高峰。蠑螈為兩棲類中的迷齒類，是石炭二疊紀(jì)陸地上最大的動(dòng)物之一。它體長1.8米以上，頭骨很大，寬闊而比較扁平，耳缺很深，有大而具迷路構(gòu)造的牙齒，脊椎和四肢骨結(jié)構(gòu)粗強(qiáng)，結(jié)構(gòu)笨重，脊椎骨異常堅(jiān)硬。

二疊紀(jì)現(xiàn)代蠑螈11/3/2023110西蒙龍（又名蜥螈）（Seymouria）被認(rèn)為是研究爬行動(dòng)物起源的最重要的化石代表。西蒙龍是體長約半米的小型四足類。從它的結(jié)構(gòu)來看，恰好介于兩棲類和爬行類之間，以至于究竟是把它放在兩棲類還是放在爬行類，意見并不一致。二疊紀(jì)11/3/2023111二疊紀(jì)11/3/2023112獸孔類（therapsid）

由原始爬行動(dòng)物向哺乳動(dòng)物發(fā)展的代表，鑒別特征是頭骨上有一個(gè)顳孔。齒骨相應(yīng)地增大，牙齒也典型地分化了，有門齒、犬齒和頰齒之別。這些都是和哺乳動(dòng)物相似的特征。

獸孔類種的獸齒類很象哺乳動(dòng)物，個(gè)體小到中等，肉食性，是爬行動(dòng)物向哺乳動(dòng)物發(fā)展的一個(gè)重要類群。11/3/2023113裸子植物如松柏類和銀杏類繁盛，蕨類植物開始衰退二疊紀(jì)11/3/2023114華夏植物群在二疊紀(jì)，地球上由于氣候和其他自然因素的影響，逐漸形成了4個(gè)不同的植物群：分布在歐洲、北美洲的稱為歐美植物群；發(fā)育在亞洲東部的稱為華夏植物群；分布在亞洲北部的安加拉植物群和分布于南半球各大洲的岡瓦納植物群。華夏植物群生長于氣候濕熱的條件，植被與今日的雨林、季雨林相似。代表植物是大羽羊齒。

大羽羊齒為真蕨類植物，葉片較大。11/3/2023115

在距今2億多年前的晚二疊紀(jì)，云南及我國南方和西南的幾個(gè)其它省份分布著一種叫做“六角輝木”的樹蕨，有十幾米高，樹干直徑超過20厘米，大型羽狀復(fù)葉，有兩、三米長。維管束的直徑約為10厘米，由七個(gè)同心環(huán)組成，最里面的一個(gè)呈圓形，其余的呈條帶狀。因此，這樣的樹干橫切面看起來就形成了五光十色的六角形，這就是“六角輝木”名稱的由來。11/3/2023116

在二疊紀(jì)晚期，全球發(fā)生了地質(zhì)歷史中規(guī)模最大、影響最為深遠(yuǎn)的生物集群滅絕事件。繁盛于古生代早期的三葉蟲及海百合等全部絕滅，腕足動(dòng)物、苔蘚蟲等也遭受嚴(yán)重打擊。

研究表明：陸生生物大約70%的科滅絕；海洋中則至少有90%以上的物種在這一時(shí)期消失，導(dǎo)致古生代海洋中由海百合—腕足動(dòng)物—苔蘚蟲組成的表生、固著生物群落迅速退出歷史舞臺(tái)，為中生代由現(xiàn)代軟體動(dòng)物—甲殼動(dòng)物—硬骨魚構(gòu)成的內(nèi)生、移動(dòng)生物群落的崛起創(chuàng)造了條件。古生代動(dòng)物二疊紀(jì)11/3/2023117

海百合

海百合屬于棘皮動(dòng)物門（Echinodermata）海百合綱（Crinoidea）。已知棘皮動(dòng)物有兩萬種，其中化石種較多，約占3/4?，F(xiàn)生的有5000余種，主要是海星?；N主要是海膽和海百合。海百合的骨骼構(gòu)造比較復(fù)雜，在海中狀如百合花，故得此名。二疊紀(jì)11/3/2023118三疊紀(jì)（距今2.45～2.1億年）——裸子植物的興盛時(shí)代三疊紀(jì)是中生代的開始，是古生代生物群消亡后現(xiàn)代生物群開始形成的過渡時(shí)期。脊椎動(dòng)物得到了進(jìn)一步的發(fā)展。其中，槽齒類爬行動(dòng)物出現(xiàn)，并從它發(fā)展出最早的恐龍，三疊紀(jì)晚期，恐龍已經(jīng)是種類繁多的一個(gè)類群，在生態(tài)系統(tǒng)占據(jù)了重要地位。與此同時(shí)，從獸孔類爬行動(dòng)物中演化出了最早的哺乳動(dòng)物—哺乳爬行動(dòng)物，但是，在隨后從侏羅紀(jì)到白堊紀(jì)長達(dá)1億多年的漫長歲月里，這批生不逢時(shí)的哺乳動(dòng)物一直生活在以恐龍為主的爬行動(dòng)物的控制之下，直到新生代才成為地球的主宰。11/3/2023119恐龍根據(jù)腰帶構(gòu)造的不同分為兩個(gè)類群，即蜥臀目和鳥臀目。

蜥臀類種類繁多，著名的梁龍、雷龍、霸王龍以及我國的馬門溪龍、祿豐龍等皆屬此類。蜥臀目鳥臀目三疊紀(jì)11/3/2023120哺乳動(dòng)物是迄今為止動(dòng)物界中最高等的一類。出現(xiàn)于三疊紀(jì)晚期。（恒溫、多數(shù)胎生）11/3/2023121三疊紀(jì)三疊紀(jì)植物面貌多為一些耐旱的裸子植物

11/3/2023122侏羅紀(jì)（距今2.1～1.5億年）——恐龍和裸子植物時(shí)代

侏羅紀(jì)是恐龍的鼎盛時(shí)期，在三疊紀(jì)出現(xiàn)并開始發(fā)展的恐龍已迅速成為地球的統(tǒng)治者。

鳥類的出現(xiàn)則代表了脊椎動(dòng)物演化的又一個(gè)重要事件。伴隨著鳥類的出現(xiàn)，脊椎動(dòng)物首次占據(jù)了陸、海、空三大生態(tài)領(lǐng)域。

侏羅紀(jì)的昆蟲更加多樣化，除原已出現(xiàn)的蟑螂、蜻蜒類外，還有蠐螬類、蠅類和蛀蟲類。這些昆蟲絕大多數(shù)都延續(xù)生存到現(xiàn)代。

侏羅紀(jì)是裸子植物的極盛期。蘇鐵類和銀杏類的發(fā)展達(dá)到了高峰，松柏類也占到很重要的地位。蕨類中的木賊類、真蕨類和密集的松柏與銀杏共同組成茂盛的森林。11/3/2023123恐龍帝國11/3/202312411/3/2023125電腦復(fù)原的恐龍圖

11/3/2023126侏羅紀(jì)11/3/2023127中侏羅世內(nèi)蒙植物區(qū)景觀侏羅紀(jì)11/3/2023128侏羅紀(jì)裸子植物11/3/2023129現(xiàn)代銀杏化石銀杏11/3/202313011/3/2023131《Nature》2003.6.1911/3/2023132始祖鳥：大小如烏鴉，體覆羽毛，有長長的后肢和尾椎骨，嘴內(nèi)有牙齒，雙翼前部邊沿保留有指爪，能明顯看出爬行動(dòng)物的形態(tài)，從骨骼構(gòu)造上看與小型食肉恐龍極為相似，所以有人認(rèn)為鳥類是恐龍的后代。不管這種說法有沒有道理，但有一點(diǎn)是可以肯定的，那就是在恐龍時(shí)代結(jié)束之前，已經(jīng)好多種鳥類出現(xiàn)了。

1861年在德國晚侏羅紀(jì)地層中發(fā)現(xiàn)的“始祖鳥”化石被公認(rèn)為是最古老的鳥類代表；11/3/2023133白堊紀(jì)（距今1.5～0.65億年）—鳥類和被子植物漸露頭角白堊紀(jì)是中生代最后一個(gè)紀(jì)，是恐龍由鼎盛走向完全滅絕的時(shí)期。由于這一時(shí)期歐洲海底沉積物中有大量的白堊而得名。白堊紀(jì)早期，以裸子植物為主的植物群落仍然繁茂，而被子植物的出現(xiàn)則是植物進(jìn)化史中的又一次重要事件。被子植物的出現(xiàn)和發(fā)展，不僅是植物界的一次大變革，同時(shí)也給動(dòng)物以極大的影響。被子植物為某些動(dòng)物，如昆蟲、鳥類、哺乳類提供了大量的食物，使它們得以發(fā)展；另一方面，動(dòng)物傳播花粉與散布種子的作用，同樣也助長了被子植物的繁茂和發(fā)展---協(xié)同進(jìn)化。11/3/202313411/3/2023135白堊紀(jì)晚期東北亞熱帶植物區(qū)景觀11/3/2023136遼寧古果(距今約1.5億年)最早被子植物11/3/202313711/3/2023138

不管使恐龍滅絕的是什么，我們都應(yīng)當(dāng)感謝它，因?yàn)槿舴侨绱?，哺乳?dòng)物就可能沒有機(jī)會(huì)成為世界霸主。1億3千萬年前，一個(gè)身長僅16厘米、像老鼠一樣的小東西，或許是被一頭路過的恐龍嚇到，一下子蹦上了樹枝。早期的哺乳動(dòng)物—有可能是我們的直系祖先—在白堊紀(jì)就是過著這樣窩囊的生活。這是科學(xué)家在中國遼西地區(qū)發(fā)現(xiàn)的一塊化石向我們揭示的圖景。

中國地質(zhì)科學(xué)院