生物學(xué)發(fā)展史課件

第四章

生物發(fā)展史生物學(xué)發(fā)展史46億年6.5億年19億年35億年29億年4.4億年2億年20萬年42.6億年生物學(xué)發(fā)展史一、化石和地質(zhì)年代的劃分（一）化石經(jīng)過自然界的作用保存于地層中的古生物遺體、遺物和它們生活的遺跡。1、什么是化石？根據(jù)地層形成的規(guī)律，埋藏越深的化石，生物出現(xiàn)的年代越早。因此不同時代的化石為我們提供了一個生物進化過程的時間表，好像一部生物歷史書，記載了生物界的系統(tǒng)發(fā)展概況，為生物進化提供了直接證據(jù)。從時間上看，必須是從全新世(1萬年)之前的地層中挖掘出的才可稱之為化石。生物學(xué)發(fā)展史2、化石的種類（1）按保存的特點①遺體化石:保存在巖層中的古生物遺體，如動物的骨骼化石、植物的莖稈等?；０幢４娴奶攸c分為遺體化石、模鑄化石、遺物化石和遺跡化石。

變質(zhì)化石指遺體化石中的生物成分已被礦物質(zhì)填充取代，發(fā)生石化現(xiàn)象。一般化石越古老，石化程度就越深，如硅化木。

不變質(zhì)化石指古生物遺體被完好地保存于地層中，如1900年在西伯利亞地區(qū)，列索夫卡河岸邊凍土中發(fā)現(xiàn)的，距今39000年前的猛犸和披毛犀，肌肉仍然新鮮可食。又如琥珀中的昆蟲等。生物學(xué)發(fā)展史生物學(xué)發(fā)展史②模鑄化石：生物體在底層或圍巖中留下的各種印模和復(fù)鑄物印痕化石：生物體陷落在底層，留下了印跡，其遺體常常被破壞，但印跡保留了其特點。植物的根、莖、葉、花和果實以及動物的觸須、附肢、羽毛和鱗片等的形狀生物學(xué)發(fā)展史印?；荷矬w的堅硬部分，最初完整地保存在圍巖中，后來生物體被地下水溶解，留下的空洞四壁印上生物體的外形，為外模，保留殼瓣內(nèi)部模樣的印模，稱“內(nèi)?！?。如貝殼生物學(xué)發(fā)展史③遺物化石：古代動物的糞便、卵（蛋）、植物的汁液及人類祖先使用過的石器、骨器和裝飾品等。

生物學(xué)發(fā)展史④遺跡化石：古代動物活動時留下的痕跡。如恐龍的足跡。

遺跡化石對了解古生物的體重、大小及行為、運動速度等有重要的科學(xué)價值。例如，根據(jù)腳步之間的跨度，就可以推算出該種動物的運動速度；根據(jù)腳印的深淺可推算它的體重。生物學(xué)發(fā)展史①大化石：用眼睛或借助放大鏡②微體化石：光鏡③超微化石：<25μm、電鏡（2）按化石的大小如有孔蟲、放射蟲、細胞、孢子及花粉等的化石。

主要是指超微浮游生物。這類微生物形體極小、數(shù)量很多，分布也很廣，不論在前寒武紀的古老巖層中還是最近的沉積巖層中均可找到，它對研究前寒武紀地層及不含大化石的地層很有價值，也可用于對古環(huán)境的探索。生物學(xué)發(fā)展史①標準化石：種類分布廣，生存時限短，僅保存在某一地質(zhì)年代的化石.（3）按化石的作用“紡錘蟲”最初出現(xiàn)于石炭紀早期，至二疊紀末期絕滅。是詳細劃分石炭紀和二疊紀地層的標準化石之一。四射珊瑚開始出現(xiàn)于中奧陶世，絕滅于二疊紀；泥盆紀、石炭紀最為繁盛。生物學(xué)發(fā)展史②指相化石：說明地層沉積環(huán)境的化石.③標記物化石（化學(xué)化石）指古代生物大分子留下的降解產(chǎn)物.如貝類化石可指相為水。

植烷為葉綠素的分解產(chǎn)物，植烷的出現(xiàn)，表明已有光合作用的發(fā)生。因此對標記物化石進行分離、鑒定，可確定生物的存在和屬性。生物學(xué)發(fā)展史為研究生物進化提供直接證據(jù)了解古代生物的生活習(xí)性根據(jù)化石生物種類的組合情況可以恢復(fù)古環(huán)境對判斷地層的形成年代也能提供直接證據(jù)可以為人類尋找礦藏提供必要依據(jù)化石研究的意義生物學(xué)發(fā)展史3、化石形成的條件和影響其形成的因素（1）生物死亡種群的大小

生物死亡種群越大，即生物的密度越大，形成化石的機會就越多。例如，魚類是脊椎動物中數(shù)量和種類最多的一個類群，死亡種群的數(shù)量當然就大，所以,魚類的化石就比其他脊椎動物的化石多。生物學(xué)發(fā)展史（2）生物體組成部分的堅硬程度

生物體組成部分中比較堅硬的部分都容易形成化石，如骨骼、介殼、牙齒、角、樹干、孢子及花粉等。生物體的軟組織，如皮膚、肌肉、內(nèi)臟器官及植物的果實，因易腐爛消失而不易形成化石。

只有當生物死后其尸體被某種沉積作用迅速掩埋，才有可能保存為化石。生物尸體如果較長時間暴露空氣中，很容易遭受氧化分解。如生物突然被泥石流掩埋，就有可能保存為化石。凡生物繁盛而地質(zhì)沉積作用急劇進行的地區(qū)，一般化石就較多。（3）生物尸體被掩埋的速度生物學(xué)發(fā)展史（4）掩埋的環(huán)境

生物的尸體被掩埋在一個致密的環(huán)境介質(zhì)中則容易形成化石而保留下來。在疏松、多孔隙的環(huán)境里易遭氧化破壞.如我國著名的孔子鳥化石就是在火山灰形成的致密巖層中發(fā)現(xiàn)的。如果在其他環(huán)境里，鳥類細弱的骨骸則不易保存下來。生物學(xué)發(fā)展史

化學(xué)作用是化學(xué)溶液對古生物硬體部分的作用過程，即碳酸鈣、二氧化硅和黃鐵礦等溶液，其中礦物質(zhì)成分不斷與生物體物質(zhì)進行化學(xué)置換，生物體的有機成分逐漸被礦物成分所取代。如“硅化木”（5）石化的程度和速度

石化過程包括物理作用和化學(xué)作用兩個方面，物理作用指的是生物體的外形印烙在巖層上或是殼體、骨骸等空隙被泥砂或其他礦物質(zhì)所填充使之變硬的過程。生物學(xué)發(fā)展史2、地質(zhì)年代的測定

（1）相對地質(zhì)年齡的測定據(jù)標準化石

（2）絕對地質(zhì)年齡的測定鈾-釷-鉛法：鈾235半衰期是4.5億年;釷232半衰期是13億年鉀-氬法：鉀40的半衰期是13億年銣-鍶法：銣82的半衰期將近50億年放射性碳法：C14的半衰期為5730年古地磁法：測定原生剩余磁性電子回旋共振法生物學(xué)發(fā)展史(3)地質(zhì)年代的劃分

地質(zhì)年代地層稱謂代界紀系世統(tǒng)期層古生代泥盆紀法門期新生代第三紀始新世生物學(xué)發(fā)展史

冥古代（46-38億年前）

太古代（38-25億年前）

元古代（25-5.7億年前）

古生代

◆寒武紀（5.7億年前）◆奧陶紀（5億年前）◆志留紀（4.4億年前）◆泥盆紀（4.1億年前）◆石炭紀（3.6億年前）◆二疊紀（2.9億年前）

中生代

◆三疊紀（2.5億年前）◆侏羅紀（2.1億年前）◆白堊紀（1.5億年前）

新生代

◆第三紀（6600萬年前）

◎古新世

◎始新世

◎漸新世

◎中新世

◎上新世

◆第四紀（200萬年前）

◎更新世

◎全新世地球地質(zhì)年代的劃分生物學(xué)發(fā)展史冥古代(46-38億年前)

在冥古代初期，地球上尚無生命出現(xiàn)。生命元素，如C，H，O，N等在強烈的宇宙射線、雷電轟擊下首先形成簡單有機分子，后發(fā)展為復(fù)雜有機分子，再形成準生命的多分子體系，進而進化成原始生命。

地球形成最初的永久地殼，大氣圈、海水開始形成。二、生物界系統(tǒng)發(fā)展概況生物學(xué)發(fā)展史在38～37億年前，地球上開始出現(xiàn)比較原始的藻類和細菌。到29億年前，地球上出現(xiàn)了大量藍綠藻形成疊層石，這表明這一時期地球上已經(jīng)出現(xiàn)了游離氧以及行光合作用的原核生物。太古代（38-25億年前）

藻類鼎盛時期。21億年前，最低等的真核生物—綠藻出現(xiàn).元古代（25-5.7億年前）

約7億年前出現(xiàn)簡單的多細胞生物（海綿、水母、水螅）生物學(xué)發(fā)展史前寒武紀的地球

前寒武紀晚期所有的大陸互相碰撞，形成了超大陸"羅迪尼亞"，同時地球的氣候是屬于一個大冰期的年代。生物學(xué)發(fā)展史古生代◆寒武紀----全球洪水泛濫的年代在寒武紀時，許多大陸都被淺海所淹沒，超大陸剛瓦那(Gondwana)則正在南極附近形成。生物學(xué)發(fā)展史古生代◆寒武紀（5.7～5億年前）

寒武紀大量多細胞生物突然出現(xiàn)，這一爆發(fā)式的生物演化事件被稱為“寒武紀生命大爆炸”。帶殼、具骨骼的海洋無脊椎動物趨向繁榮，最繁盛的是節(jié)肢動物三葉蟲，故寒武紀又稱為“三葉蟲時代”，其次是腕足動物、古杯動物、棘皮動物和腹足動物。植物中藻類繁盛。生物學(xué)發(fā)展史

奧陶紀結(jié)束時，氣候進入了地球上最寒冷的時期之一，在奧陶紀“冰室”世界的末期，冰雪覆蓋了整個剛瓦那大陸的南半部，冰原厚度達到3km。世界各大洋出現(xiàn)凍結(jié)，導(dǎo)致生活在赤道附近暖水種的生物大量滅絕。奧陶紀----揭開冰河時期的序幕生物學(xué)發(fā)展史◆奧陶紀（5～4.4億年前）在奧陶紀晚期，約4.8億年前，首次出現(xiàn)了脊椎動物淡水無頜魚；淡水植物可能在奧陶紀也已經(jīng)出現(xiàn)。生物學(xué)發(fā)展史志留紀----由珊瑚礁統(tǒng)治的時期大氣層中的氧氣濃度繼續(xù)升高，臭氧層逐步形成，地表所受輻射降低。由于劇烈的造山運動，地球表面出現(xiàn)了較大的變化，海洋面積減小，大陸面積擴大，植物則開始登陸。生物學(xué)發(fā)展史◆志留紀（4.4～4.1億年前）

植物登陸成功和有頜類的出現(xiàn)是發(fā)生在志留紀的最重要的生物演化事件。

低等維管束植物開始出現(xiàn)并逐漸占領(lǐng)陸地，其中，裸蕨類是目前已知最早的陸生植物。志留紀中期，更先進的有頜魚類開始出現(xiàn)。生物學(xué)發(fā)展史泥盆紀----魚的世界古生代早期的海洋在泥盆紀時期閉合，形成盤古(Pangea)大陸的前身。森林首次出現(xiàn)在赤道地區(qū)的古加拿大。生物學(xué)發(fā)展史泥盆紀時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。泥盆紀晚期，兩棲類登上陸地(總鰭魚,肺魚魚頭螈)。泥盆紀中晚期的陸地上還出現(xiàn)了最早的裸子植物，出現(xiàn)了許多植物構(gòu)成的成片森林?！裟嗯杓o（4.1～3.6億年前）生物學(xué)發(fā)展史石炭紀植物空前繁榮，大型石松類植物形成沼澤森林。石炭紀兩棲類興盛。晚期，原始爬行類動物出現(xiàn)(蜥螈)

。出現(xiàn)蟑螂類和蜻蜓類昆蟲，其中有些蜻蜓個體巨大，兩翅張開大者可達70cm。

◆石炭紀（3.6～2.9億年前）生物學(xué)發(fā)展史二疊紀----大滅絕事件在二疊紀時期，巨大的沙漠覆蓋了盤古大陸(Pangea)的西半部，爬行類分布整個超大陸的表面。生物學(xué)發(fā)展史◆二疊紀（2.9～2.5億年前）

二疊紀是古生代的最后一個時期，在二疊紀晚期，全球發(fā)生了地質(zhì)歷史中規(guī)模最大、影響最為深遠的生物集群滅絕事件。陸生生物大約70%的科未能擺脫滅絕的命運；海洋中則至少有90%以上的物種在這一時期消失。這次滅絕事件對魚類的影響相對較小，軟骨魚中鯊類繼續(xù)發(fā)展。二疊紀時爬行動物繼續(xù)發(fā)展，兩棲動物已趨衰退；二疊紀晚期裸子植物出現(xiàn)了如松柏類和銀杏類。生物學(xué)發(fā)展史由一片片組合而成的盤古大陸(Pangea)，它的形成是始于泥盆紀，一直持續(xù)到三疊世晚期，才導(dǎo)致了這塊超大陸的成形。中生代◆三疊紀生物學(xué)發(fā)展史

三疊紀是中生代的第一個紀，是古生代生物群消亡后現(xiàn)代生物群開始形成的過渡時期。三疊紀出現(xiàn)最早的恐龍，最早的哺乳動物—似哺乳爬行動物出現(xiàn)，但是，這批生不逢時哺乳動物一直生活在以恐龍為主的爬行動物陰影之下，直到1億多年后的新生代才成為地球的主宰。中生代◆三疊紀（2.5～2.1億年前）生物學(xué)發(fā)展史侏羅紀----恐龍的年代

恐龍在侏羅紀時期，遍布整個盤古大陸。盤古大陸在侏羅紀中期開始分裂，晚侏羅紀，中央大西洋已經(jīng)張裂成狹窄的海洋，把北美與東部分隔開來。生物學(xué)發(fā)展史◆侏羅紀（2.1～1.5億年前）

侏羅紀是恐龍的鼎盛時期，迅速成為地球的統(tǒng)治者。在侏羅紀的植物群落中，裸子植物中的蘇鐵類，松柏類和銀杏類極其繁盛。生物學(xué)發(fā)展史鳥類的出現(xiàn)則代表了動物演化的又一個重要事件。1861年在德國晚侏羅紀地層中發(fā)現(xiàn)的“始祖鳥”化石(1.5億年前)被公認為是最古老的鳥類代表；我國古生物學(xué)家在遼寧發(fā)現(xiàn)的“中華龍鳥”化石(1.35億年前)得到了國際學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。生物學(xué)發(fā)展史白堊紀----新的海洋開始形成

岡瓦那大陸不斷地變得破碎，黃色標志的位置指出了恰克斯拉伯(Chicxulub)撞擊的地點，這個直徑16km大小的彗星撞擊結(jié)果，導(dǎo)致全球氣候的變遷，殺死了恐龍以及其它許多形式的生命。生物學(xué)發(fā)展史◆白堊紀（1.5～0.66億年前）

白堊紀是恐龍由鼎盛走向完全滅絕的時期白堊紀恐龍種類達到極盛，其中最著名的霸王龍是陸地上出現(xiàn)過的最大的食肉動物。白堊紀早期，以裸子植物為主的植物群落仍然繁茂，被子植物的開始出現(xiàn)。生物學(xué)發(fā)展史白堊紀末，地球上的生物經(jīng)歷了又一次重大的滅絕事件：在地表居統(tǒng)治地位的爬行動物大量消失，恐龍完全滅絕；一半以上的植物和其他陸生動物也同時消失。究竟是什么原因?qū)е驴铸埡痛笈锿蝗粶缃^？這個問題始終是地質(zhì)歷史中的一個難解之謎。目前普遍被大家接受的觀點是隕石撞擊說。哺乳動物是這次滅絕事件的最大受益者，它們度過了這場危機，并迅速進化發(fā)展為地球上新的統(tǒng)治者。生物學(xué)發(fā)展史大約在五千萬到五千五百萬年前，印度(India)開始撞上亞洲大陸(Asia)，形成了西藏高原(Tibetan)和西馬拉雅山(Himalayas)。原本與南極大陸(Antarctica)相連的澳洲陸地(Australia)，也在此時開始迅速向北漂移。新生代----印度開始撞擊亞洲大陸生物學(xué)發(fā)展史新生代◆第三紀（6600～200萬年前）

古新世（6500萬年前）：被子植物多樣化，在哺乳動物中出現(xiàn)早期的馬、大象和熊類。始新世（5300萬年前）：草本植物出現(xiàn)并與豆科植物、菊科植物一起繼續(xù)繁榮。古老動物群逐漸被現(xiàn)代動物群的祖先替代，在4千萬年前，開始出現(xiàn)草食性動物和猴子，部分哺乳動物類群（鯨魚、海豚）重返海洋生活。生物學(xué)發(fā)展史

漸新世（3600萬年前）：最早的猿類出現(xiàn)，大型哺乳動物和鳥類在地球上廣泛分布，出現(xiàn)古今陸上最大的哺乳類動物巨犀。大量陸地被草原覆蓋；中新世（2300萬年前）：靈長類在中新世占有重要地位，如森林古猿分布較廣，到中新世末，類人猿與大型猿類分開演化，類人猿輻射演化并達到演化的頂點，出現(xiàn)具有現(xiàn)生猿類和人類特征的類人猿；上新世（500萬年前）：晚期出現(xiàn)最早的人類--南方古猿。生物學(xué)發(fā)展史新生代晚期新生代的晚期，地球開始變冷，冰原首次在南極洲形成，然后分布到北半球，于是過去五百年來，地球是進入了另一個大冰期的年代。生物學(xué)發(fā)展史◆第四紀（200萬年前）第四紀是人類出現(xiàn)并迅速發(fā)展時代，人類的發(fā)展經(jīng)歷了以下主要階段：南方古猿、能人、直立人、智人階段。生物學(xué)發(fā)展史（46億年前）地球形成（38-37億年前）原始生命出現(xiàn)（29億年前）大氣層中氧氣開始出現(xiàn)（21億年前）真核生物出現(xiàn)（9-7億年前）多細胞生物（藻類）多細胞動物（6.4億年）（4.4-4.1億年前）植物登陸（3.6億年前）動物登陸(兩棲類)(肺魚魚頭螈)（3-2.9億年前）爬行動物(蜥螈)（2.6-2.1億年前）哺乳動物(獸孔類獸齒類)（1.5億年前）鳥類出現(xiàn)(始祖鳥)(1.35億,中華龍鳥)（1億年前）被子植物出現(xiàn)（350萬年前）人類出現(xiàn)(南方古猿,阿法南猿,lucy)生物學(xué)發(fā)展史（一）生物的系統(tǒng)發(fā)育生物學(xué)發(fā)展史(1)藻類植物階段從前寒武紀至泥盆紀4.05億年前,地球上的植物以藻類為主。多細胞藻類大約出現(xiàn)于9～7億年前。1.植物界的系統(tǒng)發(fā)展單細胞藍藻綠藻、輪藻等淺海類型褐藻、紅藻等深海類型苔蘚植物，裸蕨生物學(xué)發(fā)展史(3)苔蘚植物階段苔蘚植物的苔綱首次出現(xiàn)在古生代的泥盆紀(4～3.9億年前),苔蘚植物在植物界的系統(tǒng)演化中處于從水生向陸生過渡的階段。關(guān)于苔蘚植物的起源有兩種看法:一是認為起源于藻類;另一種觀點認為苔蘚植物由裸蕨退化而來。(2)蕨類植物階段裸蕨是最先登陸成功的植物(志留紀,4.4億年前)。藻類現(xiàn)代蕨類登陸裸蕨……原始蕨類X石松類植物:刺石松木賊類植物:古蘆木生物學(xué)發(fā)展史(4)裸子植物階段泥盆紀中晚期出現(xiàn)了最早的裸子植物（3.6-3.9億年前）。具有異型孢子的古蕨屬種子蕨蘇鐵類植物苛得狄植物擬蘇鐵植物銀杏植物紅豆杉類植物松柏類植物買麻藤綱植物被子植物生物學(xué)發(fā)展史

買麻藤綱是裸子植物中最進化的類型，它最接近被子植物，在木質(zhì)部、花、胚珠和繁殖器官等方面與被子植物的雙子葉植物并行演化，并達到了高度發(fā)展。但尚無子房，所以還不是真正的被子植物，也不是被子植物的祖先，

本綱主要有三個現(xiàn)生屬，即麻黃、買麻藤和百歲蘭。百歲蘭買麻藤生物學(xué)發(fā)展史(5)被子植物階段被子植物是植物界中最高等的一個類群,表現(xiàn)了對陸生生活更強的適應(yīng)能力。被子植物出現(xiàn)于白堊紀（1億年前）。擬蘇鐵植物木蘭目生物學(xué)發(fā)展史1.動物界的系統(tǒng)發(fā)展(1)原生動物階段原生動物都是由單細胞構(gòu)成的。鞭毛綱原始鞭毛蟲肉足綱纖毛蟲孢子綱（瘧原蟲）生物學(xué)發(fā)展史(2)多細胞非脊索動物階段多細胞動物的起源一般傾向于群體學(xué)說中的吞噬蟲學(xué)說。中生動物是最原始的多細胞動物類群。海綿動物腔腸動物扁形動物(渦蟲綱,吸蟲綱,絳蟲綱)軟體動物環(huán)節(jié)動物起源于扁形動物的渦蟲綱節(jié)肢動物起源于環(huán)節(jié)動物生物學(xué)發(fā)展史(3)脊索動物階段脊索動物門包括尾索動物亞門、頭索動物亞門及脊椎動物亞門三個類群。半索動物是脊索動物和非脊索動物之間的過渡類群。成體固著生活動物半索動物棘皮動物尾索動物頭索動物無頜類脊椎動物祖先甲胄魚文昌魚海鞘海星、海膽、海參無頜類脊椎動物圓口類有頜類脊椎動物盲鰻生物學(xué)發(fā)展史盾皮魚類硬骨魚類軟骨魚類肺魚類、總鰭魚類和輻鰭魚類由陸地淡水水域遷居海中盤龍類獸孔類哺乳類初龍類杯龍類魚龍和蛇頸