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陳忠法主講

生物與環境學院

第五講生物進化的證據梟頭貝貝殼化石

梟頭貝貝殼化石梟頭貝貝殼化石一、化石

化石是經過自然界的作用，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。化石就能夠或多或少地反映出當時生物及其生存環境的狀況，也就為人類了解生命的歷史和地球上生態環境變遷的歷史提供了重要的線索。化石動物與現存動物之間的相似性—親緣關系生物進化最主要的證據是化石.古生物學是研究地史時期生物發生、發展、分類、分布、進化等規律的科學。它的研究對象是化石，通過研究，可闡明生物界生物的發展歷史，確定地層形成的先后順序，了解地殼發展的歷史，推斷地質史上的水陸分布和氣候變遷，以及指導對礦產資源的普查勘探和開發利用。（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：

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，極少數不變保存。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。印痕化石印模化石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。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。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（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、木質素3、生物尸體被掩埋的速度和環境外界環境因素：有掩蓋物質將遺體迅速掩埋起來，免生物、機械和化學的破壞。一般來說，掩蓋物質的粒度較小（致密的環境介質）、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，火山熔巖在瞬間包裹住孔子鳥，以致化石形態才這樣完整。孔子鳥復原的雄性孔子鳥貌似現在的野雞，翅膀上也有爪，且相當發達。現代鳥類全都沒有牙齒，但在遠古的中生代，大多數鳥類依靠的是嘴中的牙齒取食。與絕大多數中生代早期鳥類不同，孔子鳥牙齒已經完全退化，且已有角質喙。“始祖鳥”孔子鳥與１８６１年德國發現只能滑行的“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”為主的現象。爬行類無翅膀但有爪，嘴里有牙齒，今在國外發現始祖鳥化石，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？4、石化的程度和速度物理作用：硬體中的疏松多孔處，礦物質填充其孔隙、得以保存，并增加其重量，或外形印烙在巖石上。化學置換作用：指生物硬體或軟體的原來成分被水溶解，以新的物質填充。鈣化（方解石）、硅化（石英）和黃鐵礦化。有些能保存精細結構。（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、瀝青琥珀千萬年前植物所分泌出來的樹脂，經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。2、變化保存(石化作用)

1）物理作用：硬體中的有機質因散失呈疏松多孔，而后水中的礦物質填充其孔隙、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，以新的物質填充。鈣化（方解石）、硅化（石英）和黃鐵礦化。有些能保存精細結構。3）炭化作用生物遺物中易揮發的成分（H、O、N）經蒸騰作用而逃逸，留下較穩定的炭質薄膜，是為炭化作用。植物、含幾丁質骨骼的動物（蝦）此外：植物壓型化石3、模鑄保存印痕外模、內模鑄型、復型二、化石、地質年代、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年代化石的地質年代對于生物進化順序研究關系重大。（一）地質年代的劃分地質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。相對地質年代是指巖石和地層之間的相對新老關系和它們的時代順序。46億年地質學家和古生物學家根據地層自然形成的先后順序，將地層分為6代12紀地質年代地層系統代界紀系世統期層地質時代距今百萬年地質構造階段古氣候特征生物發展階段代紀世動物植物元古代晚震旦紀-570--850--1000--1600-2500--3800--4600-加里東構造階段震旦紀大冰期氣候不具硬殼動物出現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冥古代生命現象開始出現地質時代距今百萬年地質構造階段古氣候特征生物發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地質時代距今百萬年地質構造階段古氣候特征生物發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造階段地質時代距今百萬年地質構造階段古氣候特征生物發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（二）地質年代的測定絕對年齡是根據測出巖石中某種放射性元素及其蛻變產物的含量而計算出巖石的生成后距今的實際年數。越是老的巖石，地層距今的年數越長。每個地質年代單位應為開始于距今多少年前，結束于距今多少年前，這樣便可計算出共延續多少年。

常用放射測年法測定。原子核衰變恒速，不穩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（三）地質年代、生物進化史、地層系統

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、植物化石出現的早晚是有一定順序的，越是低等的，出現得越早，越是高等的，出現得越晚。在愈古的地層中，所發現的化石，愈是下等生物；地層愈新，所發現的化石，愈是高等生物。什么是地層？地層是指在某一地質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、巖漿巖和變質巖；從時代上講，地層有老有新，具有時間的概念。）地層學

主要研究地層層序的建立，及其相互間的時間關系的確定，即地層系統的建立和地層的劃分與對比。這是一切地質工作的基礎，所以地層學是地質學的一個基礎學科。象的進化馬的進化地質年代---生物進化史--地層系統三、生物進化的其他證據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（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進行解剖和比較研究的科學。生物進化在比較解剖學上最重要的證據是同源器官。同源器官是指起源相同，結構和部位相似，而形態