生物的起源与进化：第3章生物进化的证据要点.ppt

古生物学(化石、现生生物的相似性与差异) 胚胎学 比较解剖学 生物地理学 生理学 生物化学与分子生物学证据 (不同物种类别间在各个层面上的相似性与差异) 第一节 古生物学的证据 3.1 化石 3.1.1 化石的概念 地球上生物进化的历史是错综复杂的 化石(fossil)：是指经过自然界的作用，保存于地层中的古生物遗体、遗物和它们的生活遗迹。 古生物学的研究对象是化石。 古生物学给生物进化提供了直接证据(化石)。 化石大多是生物体的坚硬部分；如动物的骨骼、贝壳，植物的茎、叶等。 也有少量是指未经改变的完整的古生物遗体，如冻土中的猛犸、琥珀中的昆虫等。 3.1.2 化石的形成 菊石 (古生代的 一种软体动物) 化石的形成: 偶然事件(小概率) 1. 生物死亡的数量 2. 生物组织的坚硬强度 3. 生物尸体掩埋的速度 4. 石化的程度和快慢 3.1.3 化石的分类：按保存的特点分类 1. 遗体化石：保存在岩层里的古生物物体本身。 2. 模铸化石：生物体在底层或围岩中留下的各种印模和复铸物。 印痕化石(impression fossil) 印模化石(model fossil) 印痕化石：是生物遗体 (主要是软体部分)陷落在底层，而其遗体则往往遭到破坏—分解、腐烂。但印痕上却保留下该生物体的主要特征。 印模化石：外模和内模两种。 外模：是古生物遗体坚硬的部分 (例如贝壳) 最初完整地保留在围岩，后来被地下水溶解，留下一个空洞，能在空洞的四壁留下了该生物的外形； 内模：是壳体的内部模样的印痕 3. 遗物化石：古代动物的粪便、卵（蛋）以及人类祖先使用的工具等。 4. 遗迹化石：保留在岩层中的古生物生活时的活动痕迹。 按化石的大小进行分类 大化石 微体化石：用显微镜才能观察到的一类微小化石 超微化石：用电子显微镜才能观察到的一类特别微小化石。 3.2 地质年代 (geologic age) 3.2.1 地质年代的概念 地质年代：是指地壳上不同时代的岩石、地层在形成过程中的时间 (年龄) 和顺序。 根据地层学和古生物学的方法把地质史划分为：太古宙、元古宙、显生宙。 显生宙包括古生代、中生代、新生代。 “代”下面再分若干“纪”， “纪”下面再分为“世”， “世”下面再分“期”。 即：代----纪----世----期 3.2.2 地质年代的测定 放射测定法 古地磁法 氨基酸外消旋法 热释光法 电子回旋共振法 (ESR) 相对年代测定法 放射测定法 同位素衰变 放射性同位素以自己恒定的速度进行衰变，并且这个速度不受环境条件（温度和压力）的影响。 各种同位素的衰变速度都用半衰期 (half-life) 来表示，半衰期是指一个样品中放射性同位素原子衰变一半所需要的时间。 同位素衰变 半衰期 适用范围 87铷－ 87锶 490 亿年 1 亿年232釷－208铅 140 亿年 2 亿年238铀－206铅 45 亿年 1 亿年 40钾－ 40氩 13 亿年 1 亿年235铀－207铅 7 亿年 10 万年 14碳－ 14氮 5730 年 6 万年 根据238铀和206铅的比例，就可以计算出岩石和化石的年龄。 3.3 古生物学与生物进化 古生物学：是研究地质历史时期生物的形态、构造、分类、生态、分布、演化等规律的科学。 古生物学为生物进化提供了丰富的证据。 太古宙和元古宙(前寒武纪) 太古宙：距今约32亿年。单细胞细菌化石。 元古宙：距今约19亿年前，蓝藻的时代。典型化石为细菌和丝状蓝藻。 古生代 (Paleozoic Era) 距今2亿7千万年到6亿年前。出现大量动物化石。古生代中期以鱼类为最繁盛，晚期两栖类繁盛。 中生代 (Mesozoic Era) 距今2亿2千万年前到1亿3千万年前。中生代是爬行动物，特别是恐龙类的全盛时期。 新生代 (Cenozoic Era) 距今7千万年前到1千万年前。新生代是现代生物类型出现和发展时期，各种昆虫和哺乳类动物发展繁盛。 化石记录表明：生物是进化的 化石记录显示，越老的地层，生物形态越简单；越新的地层，生物形态越复杂。 生物演化是从简单到复杂，从低级到高级，从水生到陆生。 化石记录中，我们发现鱼类化石的确先在较早的地层开始出现，其次是两栖类、爬行类，而以哺乳类化石出现得最晚。 为什么化石纪录没能反映出生物的逐渐变化？达尔文解释说，这是由于