古生物学与地层学全册配套最完整精品课件2.ppt

1、 参考教材：参考教材： 何心一、徐桂荣，1993，古生物学教程。 地质出版社 参考教材：参考教材：杜远生、童金南，1998，古生物地 史学概论。中国地质大学出版社 参考教材：参考教材： 龚一鸣等， 2007，地层学基础与前沿。中 国地质大学出版社 曲淑琴等， 2009，地层学概论。地质出版社 1 古生物学概述 研究地史时期生物界面貌和发展历史的科学；研究地史时期生物界面貌和发展历史的科学； 其其研究对象研究对象为地质历史时期形成的地层中的生为地质历史时期形成的地层中的生 物遗体和遗迹，以及和生物活动有关的各种物物遗体和遗迹，以及和生物活动有关的各种物 质记录；质记录； 以地质历史时期的生物界为

2、线索，研究地质历以地质历史时期的生物界为线索，研究地质历 史时期的生物体及其相关各个地质和生物学方史时期的生物体及其相关各个地质和生物学方 面。面。 1 1 古生物学概述古生物学概述 “沧海桑田” 史密斯生物层序律 19世纪中后期，古生物学建立，同时地 质学体系初步形成。 最古老、最基础的地质学科之一 1 古生物学概述 与现今生物学（Neotology）相对应，但它的研究 内容在许多方面超出了现今生物学的研究范畴： 生物学方面：生物体的结构、构造、个体发育和系 统发生、生物演变和环境适应，乃至生物的生理和 生物化学等； 地质学方面：古生物的地质时间含义、古生物的地质学方面：古生物的地质时间含义

3、、古生物的 兴衰与迁移、古生物与能源，以及古生物的埋藏兴衰与迁移、古生物与能源，以及古生物的埋藏 与石化作用等。与石化作用等。 1 古生物学概述 古生物学的基础工作包括：古生物学的基础工作包括： 化石的采集和发掘化石的采集和发掘 化石的处理和古生物复原化石的处理和古生物复原 古生物鉴定和描述古生物鉴定和描述 在此基础上进行分类，进而研究各类生物的生活方式，在此基础上进行分类，进而研究各类生物的生活方式， 生活环境和进化规律生活环境和进化规律 古生物学可分为研究地史时期动物界及其发展的学科古生物学可分为研究地史时期动物界及其发展的学科 （包括古脊椎动物学和古无脊椎动物学）和研究地史时（包括古脊椎

4、动物学和古无脊椎动物学）和研究地史时 期植物界及其发展的古植物学。期植物界及其发展的古植物学。 形形色色的生物界形形色色的生物界 数量数量 已知现生生物有170万多种 每年还要新发现1万多种 估计现存生物有500-1000万种 形形色色的生物界形形色色的生物界 数数 量量 动物界中的巨人：海生哺乳动物鲸类，以蓝鲸 最大，有记录以来捕到的一条蓝鲸，长34.6m， 重170t(=30头非洲象) 形形色色的生物界形形色色的生物界 数数 量量 最小的动物是单细胞的原生动物（原生 生物） 形形色色的生物界形形色色的生物界 数数 量量 2 2 化石与古生物化石与古生物 2.1 化石的定义 2.2 化石的形

5、成条件 2.3 化石的保存类型 2.1 化石的定义 化石（Fossil）：保存在岩层中地质历 史时期的生物遗体和生命活动痕迹。 与一般岩石的去区别：具有生物特征： 形状、结构、纹饰，有机化学组分等； 或者具有生命活动信息：生物遗迹、遗 物、工具等。 2.1 化石的定义 2.1 化石的定义 怪诞虫 2.1 化石的定义 怪诞虫的复原 2.1 化石的定义 爪纲虫 2.1 化石的定义 爪纲虫复原 2.1 化石的定义 假化石假化石pseudofossilpseudofossil 与化石相似，但与生命活动无关，如矿物集合体、泥裂、与化石相似，但与生命活动无关，如矿物集合体、泥裂、 砾石、矿质结核，树枝状铁

6、质沉积物等砾石、矿质结核，树枝状铁质沉积物等 大化石大化石macrofossilmacrofossil 用常规方法在肉眼下既能研究的化石用常规方法在肉眼下既能研究的化石 微化石微化石microfossilmicrofossil 肉眼不能直接可靠地分辨，需要借助一定的仪器设备及通肉眼不能直接可靠地分辨，需要借助一定的仪器设备及通 过一定的手段才能进行研究的生物体或身体的微小部分过一定的手段才能进行研究的生物体或身体的微小部分 超微化石超微化石nannofossil:nannofossil:小于小于1010m m 2.1 2.1 化石的定义化石的定义 2.2 2.2 化石的形成化石的形成 2.2

7、2.2 化石的形成化石的形成 条条 件件 2.2.1 2.2.1 生物本身的条件生物本身的条件 2.2.2 2.2.2 生物死后的环境条件生物死后的环境条件 2.2.3 2.2.3 埋藏条件埋藏条件 2.2.4 2.2.4 时间条件时间条件 2.2.5 2.2.5 成岩石化条件成岩石化条件 2.2.12.2.1生物本身的条件生物本身的条件 生物硬体生物硬体 矿化硬体：矿化硬体：矿化程矿化程 度，矿化组分度，矿化组分 比较稳定的是方解比较稳定的是方解 石、硅质化合物、石、硅质化合物、 磷酸钙等磷酸钙等 不太稳定的是霰石不太稳定的是霰石 和含镁方解石等和含镁方解石等 有机质硬体：有机质硬体：如几丁

8、质薄膜、角质层、如几丁质薄膜、角质层、 木质物等木质物等 2.2.12.2.1生物本身的条件生物本身的条件 生物软体生物软体 2.2.2 2.2.2 生物死后的环境条件生物死后的环境条件 即生物死后所处的外界环境条件 物理条件 如高能水动力条件下生物尸体易被破坏 化学条件 如水体PH值小于7.8时，CaCO3易于溶解； 氧化环境中有机质易腐烂 生物条件 如食腐生物和细菌常破坏生物尸体 2.2.3 2.2.3 埋藏条件埋藏条件 与埋藏的沉积物性质有关： 圈闭较好的沉积物易于保存，如化学沉积物、生物成因的 沉积物 一些特殊的沉积物还能保存生物软体部分，如松脂、冰川 冻土等。 具孔隙的沉积物中的古生

9、物尸体易被破坏 基底上的内栖生物，以及一些表栖生物也能破坏沉积物内 的生物遗体 2.2.4 2.2.4 时间条件时间条件 埋藏前的暴露时间 及时埋藏有利于形成化石 埋藏后不被再发掘出来 石化作用时间 经过地质历史时间的成岩石化作用 短暂、近期内的生物埋藏不成为化石 2.2.5 2.2.5 成岩石化条件成岩石化条件 埋藏的尸体与周围的沉积物一起，在漫长的地史 成岩过程中，逐步石化，形成岩石的一个部分。 石化作用石化作用petrifaction 埋藏在沉积物中的生物体，在成岩作用中埋藏在沉积物中的生物体，在成岩作用中 经过物理化学作用的改造而成为化石的过程。经过物理化学作用的改造而成为化石的过程。

10、 沉积物固结成岩过程中的沉积物固结成岩过程中的压实作用压实作用和和结晶结晶 作用作用都会影响化石的石化作用和化石的保存都会影响化石的石化作用和化石的保存 2.2.5 2.2.5 成岩石化条件成岩石化条件 （1）矿质充填作用 生物硬体组织中的一些空隙，经过石化作用被一 些矿物质沉淀充填，使得生物硬体变得致密和坚 硬。 充填作用可发生在生物硬体结构中，如贝壳的为空、 脊椎动物的骨髓；也可以发生在生物硬体结构之间，如 有孔虫的房室、珊瑚的隔壁之间。 2.2.5 2.2.5 成岩石化条件成岩石化条件 （2）置换作用 在石化作用过程中，原来的生物体组分被溶解，外来 矿物质充填，如硅化、钙化、白云石化、黄

11、铁矿化等 如果溶解速度等于充填速度，原生物质的微细结构可 以保存下来 如果溶解速度大于充填速度，则原来的微细结构难以 再现 2.2.5 2.2.5 成岩石化条件成岩石化条件 （3）碳化作用 石化作用过程中，生物遗体中不稳定的成分分 解和升馏挥发，仅留下较稳定的碳质薄膜保存 为化石。 通常是几丁质的生物体发生此石化作用，如植 物叶化石、笔石枝化石等。 2.2 2.2 化石的形成化石的形成 化石记录的不完备性 现今我们能够在地层中观察到的化石仅是各地 史时期生存过的生物群中极小的一部分 现生生物：已记录170多万种，估计有500 1000多万种 古生物：已记录13万多种，大量未知 2.3 2.3

12、化石的保存类型化石的保存类型 2.3.1 2.3.1 实体化石实体化石 2.3.2 2.3.2 模铸化石模铸化石 2.3.3 2.3.3 遗迹化石遗迹化石 2.3.4 2.3.4 化学化石化学化石 2.3.12.3.1实体化石body fossil 全部生物遗体或部分生物遗体的化石 2.3.2 模铸化石（mode and cast fossil） 保存在岩层中生物体的印模和铸型。根据 化石与围岩的关系分成4类： 印痕化石；印模化石；核化石；铸型化石 （1 1）印痕化石）印痕化石 impression fossilimpression fossil 生物生物软体软体在围岩上留下的在围岩上留下的印

13、痕印痕 怪诞虫怪诞虫 中华微纲虫中华微纲虫 （2）印模化石 mold fossil 生物硬体在围岩表面上的印模（包括： 外模、内模、复合模） （3）核化石 core fossil 生物硬体所包围的内部空间或生物硬体溶解后 形成的空间，被沉积物充填固结形成的化石 （4）铸型化石 cast fossil 在已形成外模和内核后，原壳体被全部溶解并被另一 种矿物质充填形成的化石。 2.3.3 遗迹化石（ichnofossil） 保存在岩层中古代生物活动留下的痕迹和遗物 2.3.3 遗迹化石（ichnofossil） 西峡恐龙蛋化石的发现与研究 西峡恐龙蛋胚胎及复原图 2.3.3 遗迹化石（ichnof

14、ossil） 遗迹化石对于研究生物的生活习性、生活 方式及生活环境具有重要意义。 2.3.4 化学化石（chemical fossil） 也称为分子化石（molecular fossil） 生物遗体虽被破坏，但组成生物的有机成生物遗体虽被破坏，但组成生物的有机成 分经分解后形成的物质仍可保存在地层中，虽分经分解后形成的物质仍可保存在地层中，虽 其无形，但具有一定的化学分子结构，如各种其无形，但具有一定的化学分子结构，如各种 有机质，氨基酸等有机质，氨基酸等 2.3 2.3 化石的保存类型化石的保存类型 3 本节要求 本节掌握：本节掌握： 石化作用及其类型；石化作用及其类型； 印模化石和印痕化石

15、如何区别；印模化石和印痕化石如何区别； 化石形成的条件；化石形成的条件； 化石的类型化石的类型 课下自学掌握：课下自学掌握： 化石的埋藏学化石的埋藏学 本节小结 研究地质历史时期生物界及其研究地质历史时期生物界及其 发生发展与相关地质记录的学科发生发展与相关地质记录的学科 保存在地质历史时期岩层中的生物遗体或遗迹保存在地质历史时期岩层中的生物遗体或遗迹 实体化石实体化石 模铸化石 模铸化石 遗迹化石 遗迹化石 化学化石 化学化石 形成条件形成条件 形成过程形成过程 生物体与生物群的变化生物体与生物群的变化 思 考 从化石的形成从化石的形成条件条件化化 石不完整性石不完整性 从化石的形成从化石的

16、形成过程过程分分 析化石不完整性析化石不完整性 化石不完整性的意义化石不完整性的意义 第二章第二章 古生物的分类和谱系古生物的分类和谱系 1 1 古生物的分类方法古生物的分类方法 2 2 古生物的分类等级与命名古生物的分类等级与命名 3 3 古生物的分类体系古生物的分类体系 根据一定的原则将生物归并成不同的类群，并作不同等级的 系统排列 自然分类：按照生物亲缘关系所作的分类 人为分类：按照生物之间的形态上的表面相似性所作的分类 分类学（taxonomy）：研究生物分类所依据的原理和方法 1 1 古生物的分类方法古生物的分类方法 综合分类学或进化分类学（synthetic or evolutio

17、nary systematics） 数值分类学或表型分类学（numerical or phenetic taxonomy） 分支系统学（cladistics） 1 1 古生物的分类方法古生物的分类方法 1.1 1.1 综合分类学或进化分类学（综合分类学或进化分类学（synthetic synthetic or evolutionary systematicsor evolutionary systematics） 是以达尔文进化论以及以生殖隔离作为标志的现代物种 概念为理论基础的进化分类学 区分分类群的主要方法： 总体性状的相似程度总体性状的相似程度 共同始祖的密切程度共同始祖的密切程度 对特

18、定环境的适应性性状对特定环境的适应性性状 生物之间的相似性是由于从共同祖先继承的结果，差异 是后裔变异的结果。 2 2 古生物的分类等级古生物的分类等级 2 2 古生物的分类等级古生物的分类等级 物种 species 生物学中最基本的分类单元，它不是人为的分 类单位 生物进化中客观实体 2 2 古生物的分类等级古生物的分类等级 生物学上的物种 由杂交可繁殖后代的一系列自然居群组成，物种之 间是生殖隔离的。 它们具有： 共同的起源 共同的形态特征 共同的地理区 共同的生态环境 2 2 古生物的分类等级古生物的分类等级 古生物学中的物种鉴别标志： 共同的形态特征； 构成一定的居群； 具有一定的生态

19、特征； 分布于一定的地理范围。 3 3 古生物的命名古生物的命名 所有经过研究的生物，都要给予科学的名称 学名scientific name 根据国际动物之植物命名法规及有关规定， 为某一类生物（含古生物）建立的科学名称。 各级分类单元均采用拉丁文和拉丁化文字表示各级分类单元均采用拉丁文和拉丁化文字表示 单名法 用一个词来表示生物分类单元的学名 Anthzoa(珊瑚纲) Claraia(克氏蛤) 用于属以上分类单元的命名 其中第一个字母用大写 属名用斜体拉丁文或拉丁化文字 3 3 古生物的命名古生物的命名 双名法 用于种的命名 Claraia aurita（带耳克氏蛤） 即在种本名之前加上它所

20、归属的属名，以构成一个 完整的种名 种名用斜体拉丁文或拉丁化文字 种名字母全部用小写 3 3 古生物的命名古生物的命名 三名法 用于亚种的命名 Claraia aurita minor（带耳克氏蛤微小亚种） 即在属名和种名之后再加上亚种名 亚种名用斜体拉丁文或拉丁化文字 亚种名字母全部用小写 3 3 古生物的命名古生物的命名 3 3 古生物的命名古生物的命名 界Kingdom Animalia Linnaeus,1758（动物界） 门Phylum Chordata Haeckel,1874（脊索动物门） 亚门Subphylum Vertebrata Linnaeus,1758（脊椎动物亚门）

21、纲Class Mammalia Linnaeus,1758（哺乳纲） 目Order Carnaivora Bowdich,1821（食肉目） 科Family Felidae Fischer et Waldheim,1817（猫科） 属Genus Panthera Oken,1816（豹属） 种Species Panthera tigris Linnaeus,1758 为了便于查阅，各级正式学名之后要写上命 名者的姓氏和公元年号 学名+姓氏，年号 Squamularia grandis Chao,1929 3 3 古生物的命名古生物的命名 sp. species未定种 Eumorphotis s

22、p. sp. indet.-species indeterminate不定种 Redlichia sp. Indet. cf.-conformis相似种 Claraia cf. wangi gen. nov.-genus novum新属 Pseudoclaraia gen. nov. sp.nov.-species novum新种 Clarkina vini sp.nov. 一些缩写单词一些缩写单词 如属名、种名是第一次提出的，则在发表时分别于名称之如属名、种名是第一次提出的，则在发表时分别于名称之 后加注后加注gen.novgen.nov（genus novmgenus novm，新属）和，

23、新属）和sp.nov.sp.nov. （species novumspecies novum，新种）。发表新属时要指定模式种，新种）。发表新属时要指定模式种 （type speciestype species），作为建立依据。发表新种则要指定），作为建立依据。发表新种则要指定 模式标本（模式标本（type specimentype specimen）。）。作为描述新种主要依据的作为描述新种主要依据的 单一标本，称为单一标本，称为正模（正模（holotypeholotype），），其他作为补充的标其他作为补充的标 本，称为本，称为副模（副模（paratypeparatype）. . 3 3 古生

24、物的命名古生物的命名 传统系统树传统系统树 分子系统树分子系统树 生生 物物 学学 分分 类类 体体 系系 五界分类系统五界分类系统 4.1 原核生物界原核生物界 细胞不具真核，包括古细菌类和真细菌类 典型化石如叠层石（strmatolite） 4.2 原生生物界原生生物界 简单的真核生物，单细胞或多细胞简单的真核生物，单细胞或多细胞 植物状原生生物植物状原生生物藻类（藻类（algaealgae） 动物状原生生物动物状原生生物原生动物（原生动物（protozoansprotozoans） 真菌状原生生物真菌状原生生物水霉、粘菌水霉、粘菌 4.3 真菌界 真菌细胞内不含光合色素，也无质体，是典型

25、 的异养生物，包括寄生和腐生。 化石最早出现于前寒武纪，但化石十分罕见。 某些真菌的菌丝体与藻类或蓝细菌共生形成一 种特殊的共生体，称为地衣（lichens）。 4.4 4.4 植物界植物界 植物是适应于陆地生物、具有光合作用能力的 多细胞真核生物，包括4大类： 苔藓植物 蕨类植物 裸子植物 被子植物 苔藓植物 蕨类植物 蕨类植物 4.5 4.5 动物界动物界 动物一般都具有运动能力并表现出各种行为，动物一般都具有运动能力并表现出各种行为， 异养，体内消化异养，体内消化 （1 1）海绵动物门）海绵动物门 （2 2）古杯动物门）古杯动物门 （3 3） 腔肠动物门腔肠动物门 （ 4） 软软 体体

26、动动 物物 门门 （4 4）节肢动物）节肢动物 门门 （6）腕足动物门 （7 7）棘皮动物门）棘皮动物门 （8 8）半索动物门）半索动物门 （9 9）脊索动物门）脊索动物门 5 5 常见化石门类常见化石门类 5 5 常见化石门类常见化石门类 5 5 常见化石门类常见化石门类 5 5 常见化石门类常见化石门类 思考题 为什么要对古生物进行分类？ 什么是生物的学名？ 如何对一个生物类别进行正式命名？ 动物界和植物界的主要分类系统？ 1 1 古生物学的研究方法古生物学的研究方法 1.1 化石的野外采集化石的野外采集 不同门类的化石，其沉积围岩有所不同，化石的数 量也会有较大的差异：岩性、环境、时代

27、化石采集方法：观察、照相、工具、方向、保护 化石采集的量：依研究目的不同而异 1.2 化石的修理与分离化石的修理与分离 1.3 化石鉴定与记述：照相、鉴定、描述、图示化石鉴定与记述：照相、鉴定、描述、图示 1 1 古生物学的研究方法古生物学的研究方法 1.1 化石的野外采集化石的野外采集 （1）不同门类的化石，其沉积围岩有所不同， 化石的数量也会有较大的差异 碳酸盐岩和细碎屑岩中化石比较丰富，粗碎 屑岩中化石比较稀少。 贵州独山甲刀寨下石炭统旧司组开阔台地相沉积特征贵州独山甲刀寨下石炭统旧司组开阔台地相沉积特征 层孔虫、腕足等层孔虫、腕足等 珊瑚珊瑚 腹足腹足 腕足腕足 海百合茎海百合茎 台内

28、生物礁台内生物礁 瘤状灰岩瘤状灰岩 灰岩溶蚀孔洞灰岩溶蚀孔洞 硅质岩硅质岩 台盆相的硅质岩，台盆相的硅质岩，含双壳，腕足，菊石生物化石含双壳，腕足，菊石生物化石 ，上二叠统大隆组平塘甘寨，上二叠统大隆组平塘甘寨 双壳双壳 腕足腕足 菊石菊石 肃南剖面下沟组底部冲积扇 1 1 古生物学的研究方法古生物学的研究方法 1.1 1.1 化石的野外采集化石的野外采集 （2）化石采集方法：观察、照相、工具、方向、 保护 （3）化石采集的量：依研究目的不同而异 1.2 1.2 化石的修理与分离化石的修理与分离 大化石用物理方法进行修理 专业化石修理机械、小钢钎、刀片、刷子 包裹在围岩中的化石，加热冷却 切片

29、、磨光 化学腐蚀 1 1 古生物学的研究方法古生物学的研究方法 1.3 化石鉴化石鉴 定与记述：定与记述： 照相、鉴定、照相、鉴定、 描述、图示描述、图示 2 2 古生物学与生物演化古生物学与生物演化 生命起源早期演化的古生物学证据 后生生物演化重大事件的古生物化石证据 后生动物的起源和大爆发 从水生到陆生 灭绝与复苏 生物演化的形式 2.1 2.1 生命起源早期演化的古生物学证据生命起源早期演化的古生物学证据 “圣经”记载公元前4004年。 生命起源假说： 外星来源说：银河系别的星球上的生命（细菌或孢子）传 到地球上（有生源论、宇宙胚种论） 地球发生说：地球上的无机物在特定的物理化学条件下形

30、 成的各种有机化合物，经过一系列变化后转变为有机体 （化学进化） 2 2 古生物学与生物演化古生物学与生物演化 2.1 生命的起源问题 当代科学研究的重大问题之一。 恩格斯曾指出：“生命的起源必须是通过化学途径实现 的”即元素的化学进化论，已被大量科学实验所证实。 无机元素（C、H、O、N）合成低分子有机化合物 （如甲醛、脂肪酸、氨基酸等）合成高分子有机化合物 （如聚甘氨酸、多糖、类蛋白质等）合成多分子体系（如 蛋白质-核酸、蛋白质-糖类等团聚体）（这种多分子体系具有 与周围环境交换物质的性质、呈现初步的生命现象）？生 命。 2 2 古生物学与生物演化古生物学与生物演化 2. 2.2生物的萌芽

31、阶段（太古代：4000Ma-2500Ma） 太古代时，开始出现一些原始的单细胞菌、藻类生物， 这些生物形态简单，基本无性别、无真正的细胞核。 已知最古老的化石发现在南非早于3200Ma的地层中，是 一些微小的（5-25m）原始菌、藻类的球状、丝状体。 太古代可认为是细菌、蓝藻发展初期。 澳大利亚西部34-35亿年具有有机质壁结构的 原核生物化石 元古代（2500-590Ma）开始，藻类植物大量发展， 并开始出现原始动物。 以下按植物界、动物界分别讨论他们的演化史。 2 2 古生物学与生物演化古生物学与生物演化 2.3 植物界的演化 元古代（2500-590Ma）：原始菌、藻类时代 主要由微古植

32、物和叠层石两大类组成，广泛分布在海洋中。 微古植物 单细胞的菌、藻类有机体，形态简单，个体小。 叠层石一层层的藻类、细菌和碳酸钙一起沉积，经成岩作用形 成的集合体。 叠层石叠层石 2 2 古生物学与生物演化古生物学与生物演化 古生代（590-250Ma） （1）早古生代（590-410Ma）: 海生藻类时代 有红藻、绿藻、轮藻等。 S末开始出现陆生植物（由绿藻进化而来） （2）晚古生代（410-250Ma）：蕨类（孢子）植物时 代 最早的陆生植物为蕨类植物中的原蕨类（半水半 陆的裸蕨植物），由于不能适应大陆环境，在D末就 绝灭了。 随着对大陆环境的适应，以及植物体内部机 构的完善，陆生植物迅速

33、发展与进化。石松、有 节、真蕨等蕨类植物极其繁盛，组成大片森林， 成为地史上首次陆生植物成煤的物质来源。 2 2 古生物学与生物演化古生物学与生物演化 中生代（250-65Ma）：裸子植物时代 裸子植物的进步类型苏铁、银杏、松柏类获得 爆发性发展，统治了植物界。苏铁类、银杏类植物 有“活化石”之称，其种属已所剩无几。 裸子植物以种子繁殖，但种子裸露为特征。 在晚侏罗世（约145 Ma）开始出现被子植物，在辽西地区发 现的辽宁古果是世界上最早的被子植物化石之一。 2 2 古生物学与生物演化古生物学与生物演化 新生代（65Ma-现在）：被子植物时代 被子植物是最高等的陆生植物，以种子繁殖， 但种子

34、包在子房之中，从晚白垩世开始渐居统治地 位。到了新生代，被子植物迅速发育，遍及全球， 形成了现代植物界中种类最多、形态结构复杂、分 布广泛、生活习性多样的庞大类群。 2 2 古生物学与生物演化古生物学与生物演化 总结： 元古代（2500-590Ma）：原始菌、藻类时代 早古生代（590-410Ma）：海生藻类时代 晚古生代（410-250Ma）：蕨类（孢子）植物时代 中生代（250-65Ma）：裸子植物时代 新生代（65Ma-现在）：被子植物时代 2 2 古生物学与生物演化古生物学与生物演化 2.4. 动物界的演化（变） 最早动物出现在元古代晚期，为无脊椎动物。 我们现在所看到的海螺、田螺、贝

35、壳、昆虫 等都是无脊椎动物。 古生代（590-250Ma） （1）早古生代（590-410Ma）：海生无脊椎动物时代 几乎所有的海生无脊椎动物门类都已出现，以寒武纪初 期生命大爆发为起点，其中最为繁盛的是三叶虫、笔石、头 足类、腕足类及珊瑚等。 注：三叶虫、笔石在志留纪末时大多已绝灭，由于其数量多、演化迅速， 因此可作为早古生代重要标准化石之一。 标准化石：具有在地质历史中演化快、延续时间短、特征显 著、数量多、分布广等特点，对于研究地质年代有决定意义 的化石。 三叶虫三叶虫 节肢动物门（节肢动物门（Arthropoda），是节肢动物门中化石最多的一类（约），是节肢动物门中化石最多的一类（约2

36、000 个属，个属，1万多种），为海生底栖或漂游。身体扁平，身体纵向上可分为头、胸、万多种），为海生底栖或漂游。身体扁平，身体纵向上可分为头、胸、 尾三部分，向上分为中间的轴部和两侧的肋部，均是三分，故得名三叶虫。尾三部分，向上分为中间的轴部和两侧的肋部，均是三分，故得名三叶虫。 现代虾、蜘蛛、蚊、蜻蜓等都属节肢动物，节肢动物对环境的适应性非现代虾、蜘蛛、蚊、蜻蜓等都属节肢动物，节肢动物对环境的适应性非 常强，几乎遍布地球所有生态领域。节肢动物一般雌、雄异体，卵生，一直常强，几乎遍布地球所有生态领域。节肢动物一般雌、雄异体，卵生，一直 繁衍延续至今。繁衍延续至今。 笔石笔石 属笔石纲。多为浮游

37、生活（仅树形笔石目中大部分是固着生活）。出现属笔石纲。多为浮游生活（仅树形笔石目中大部分是固着生活）。出现 于寒武纪（最早笔石化石发现于中寒武世），繁荣于奥陶纪、志留纪。因化于寒武纪（最早笔石化石发现于中寒武世），繁荣于奥陶纪、志留纪。因化 石形状酷似写在岩石上的文字笔迹，故得名。笔石的种类较多，如对笔石、石形状酷似写在岩石上的文字笔迹，故得名。笔石的种类较多，如对笔石、 单笔石、树笔石等（单笔石、树笔石等（P291图）。主要构造有线管、胎管、笔石枝，笔石枝数图）。主要构造有线管、胎管、笔石枝，笔石枝数 目不等，多见二枝、四枝、单枝，笔石枝上连续生长许多胞管。目不等，多见二枝、四枝、单枝，笔石

38、枝上连续生长许多胞管。 角石、菊石（鹦鹉螺类及菊石类）角石、菊石（鹦鹉螺类及菊石类） 海生底栖爬行或游泳生活，具钙质外壳，故保存为化石。海生底栖爬行或游泳生活，具钙质外壳，故保存为化石。 角石：角石：具直锥形，外形象牛角，纵切面见隔壁；最早见于晚寒武，具直锥形，外形象牛角，纵切面见隔壁；最早见于晚寒武，O最最 盛，盛， S以后减少，现代可见；以后减少，现代可见； 菊石：菊石：平旋壳，最早见于平旋壳，最早见于D1，中生代最盛，中生代最盛， K末绝灭。末绝灭。 腕足类腕足类 浅海底栖动物。具有两片硬壳，两片硬壳一大一小，但每片都是左右浅海底栖动物。具有两片硬壳，两片硬壳一大一小，但每片都是左右 对

39、称，壳质主要是钙质等。群居，种属较多，现代腕足类动物在世界各海对称，壳质主要是钙质等。群居，种属较多，现代腕足类动物在世界各海 域都有发现。在水深域都有发现。在水深200米左右种数最多，一般生活在米左右种数最多，一般生活在35正常盐度、避光、正常盐度、避光、 安定的环境中。安定的环境中。 是古生代海相地层中的一类重要化石。是古生代海相地层中的一类重要化石。 珊瑚珊瑚 腔肠动物门，海生。一般生活在腔肠动物门，海生。一般生活在180米深处以内、温暖、正常浅海里，米深处以内、温暖、正常浅海里， 少数可生活在深海低温环境。少数可生活在深海低温环境。 按生态可分为二类：按生态可分为二类： （1）共生型珊

40、瑚（）共生型珊瑚（Hermatypic coral），或称造礁型珊瑚。其适应性很），或称造礁型珊瑚。其适应性很 窄（窄（20-30、盐度正常、海水清洁、水深小于、盐度正常、海水清洁、水深小于100米），在水深米），在水深20米左右、米左右、 水温水温25-29的清澈动荡环境，珊瑚礁最发育。因此，现代造礁珊瑚只分布在的清澈动荡环境，珊瑚礁最发育。因此，现代造礁珊瑚只分布在 赤道南北赤道南北280纬度之间的温暖浅海中。纬度之间的温暖浅海中。 （2）非共生型珊瑚（）非共生型珊瑚（ahermatypic coral），或称非造礁型珊瑚。多为单），或称非造礁型珊瑚。多为单 体单带型珊瑚，其生态适应性较广

41、。体单带型珊瑚，其生态适应性较广。 5 5亿年前亿年前 晚古生代（410-250Ma）：脊椎动物从水到陆的飞跃 D：鱼类时代 鱼类特别发育，有的逐渐演化为两栖类。当时的两栖类具有 较坚固的头板，故为两栖类中的坚头类（亚纲），属于原始 的两栖类，广泛生活在成煤沼泽环境。 C-P：两栖类动物时代 两栖类空前繁盛。有的进一步进化为爬行动物（真正的陆生 动物），最早的爬行动物叫林龙，生活在晚石炭世早期（约 3.2亿年）。 4亿年前亿年前 3亿年前亿年前 晚古生代时，海生无脊椎动物继续演化，三叶虫、 笔石绝灭，而珊瑚类、腕足类和蜓类繁盛。 蜓类分布时限短、演化迅速、地理分布广泛， 是C-P重要的标准化石

42、之一，我国蜓类化石带发育最 为完整。 蜓蜓 （1）属原生动物门（）属原生动物门（Protozoa）。又名纺锤虫，是一种已经绝灭的的）。又名纺锤虫，是一种已经绝灭的的 大型有孔虫。主要营底栖生活，少数能漂浮。多生活于水深大型有孔虫。主要营底栖生活，少数能漂浮。多生活于水深10-70米的温暖米的温暖 浅海，其钙质外壳可保存为化石，称竹蜓壳。浅海，其钙质外壳可保存为化石，称竹蜓壳。 （2）个体小，一般）个体小，一般3-6mm， 最长最长60mm，外形以纺锤形为主，又名纺，外形以纺锤形为主，又名纺 锤虫。有球形，凸镜形，常见于灰岩中，白色圆点。锤虫。有球形，凸镜形，常见于灰岩中，白色圆点。 （3）最早

43、出现于）最早出现于C1，P末灭绝，演化迅速，分布广泛，标准化石。末灭绝，演化迅速，分布广泛，标准化石。 2 2 古生物学与生物演化古生物学与生物演化 中生代（250-65Ma）：爬行动物时代 爬行动物经过7千万年（自晚石炭世早期约3.2亿年出现以 来）的默默无闻，在中生代初开始得到迅猛发展，并很快占领 了陆、海、空生态空间，成为地球的统治者。种类包括恐龙类、 鱼龙类、翼龙类、龟类、鳄类等。其中恐龙类从2.25亿年的晚 三叠世出现以来，在J-K辐射发展，成为地球的霸主。 中生代的海生无脊椎动物，以头足类的菊石、牙形石等大 为发展为特征（菊石在白垩纪末绝灭），腕足类衰退，只剩下 少数类群。 2 2

44、亿年前亿年前 1 1亿年前亿年前 白垩纪末的绝灭事件使爬行动物受到致命打击， 绝大部分走向灭亡，只有一些小型的爬行动物如 龟鳖类、蛇类幸免遇难，延续至今。 白垩纪末的绝灭事件原因至今未知，有许许多多 的假设。 关于恐龙的假设 （1）恐龙绝灭派 a.星体撞击地球假说：在第三纪与白垩纪分层处的暗色粘土层 中，金属铱的含量较正常地层含量高25-30倍，而金属铱在其 他天体上含量较丰富。但困惑是未找到星体撞击地球的明显 痕迹；当时的陆生显花植物仍存活。 b. 恐龙蛋结构反常假说：西德几位古生物学家在70年代末发 现，恐龙濒临绝灭前的蛋壳大多结构反常，多数蛋壳过薄，发 育不全，轻轻一碰就会破碎，胚胎根本

45、无法发育；而少数蛋壳 又过厚，胚胎还在发育时就窒息而死。造成蛋壳结构反常的原 因有：气候和环境发生深刻变化；食物结构发生变化（钙 过多或过少）；动物界的激烈斗争，易使恐龙性激素分泌异 常（提前或推后排卵）。 c.自身巨型症假说：最长的梁龙可达26.7米，最重的腕龙可达88 吨。因身躯庞大，对食物的需求量大，而又行动笨拙、觅食 困难，当环境发生巨变时而绝灭。 d. 被子植物兴起假说：被子植物到冬季就大量枯萎，使以食草为 主的恐龙难于度过食物危机；加上部分有花植物有毒，从而 导致恐龙绝灭。 e.与哺乳动物竞争失败假说：某些哺乳动物专找恐龙蛋吃，使其 无法传种接代。 f. 火山爆发假说：火山爆发诱发

46、酸雨，破坏臭氧层，使气候恶化。 g.饥饿导致恐龙逐渐绝灭假说：行星与地球碰撞后，导致植物锐 减。 h.磁场强度变化说、大陆瘟疫说、太阳黑子剧变说、宇宙射线说、 大陆漂移说、杀生元素氟和铱富集说等。 （2）恐龙未完全绝灭派 a. 恐龙进化成鸟假说：始祖鸟是从爬行动物类进化未鸟类的 中间环节，现代鸟禽类可能是恐龙类某一分支的后裔。 b. 恐龙进化成猿假说：加拿大古生物学家罗索尔在上世纪80 年代初提出，恐龙首先演化成一种无毛的、绿色的高等食肉爬 行类动物，可用双腿站立，有爪子及尾巴，样子像蜥蜴；进而 演化成有智慧的人类。 c.恐龙基本保持原貌幸存至今说：主要证据是在世界许多地方 发现类恐龙的怪兽，

47、如苏格兰尼斯湖、刚果泰莱湖、冰岛、加 拿大、爱尔兰、瑞典、俄罗斯等地的淡水湖中，都曾有人目击 类似恐龙的怪兽。这些湖泊多具有独特而适宜的地质、地理、 气候、植被、环境，使少量恐龙类得以幸存，就像鳄鱼、苏铁、 银杏一样，成为中生代的活化石。 尼斯湖可以藏下帝国 大厦，那么是否可能 有怪兽藏在深沟里呢？ 苏格兰的尼斯湖水怪 是全球最著名的传说 之一，每年都吸引着 来自世界各地的大量 游客前往参观，希望 能一睹水怪真面目； 同时也吸引着许多科 学家和探险者的目光。 强普是美国版本的尼斯湖水 怪，出现在美国佛蒙特州的 强普林湖(Camplainlake)， 几百年以来，一直有人宣称 在强普林湖的水面上

48、看到怪 物，它露出水面的头像恐龙 的头，人们把这个神秘怪物 取名强普。因为强普，强普 林湖成为当地著名的旅游景 点，但是到现在，没有人能 确定强普是否真的存在以及 它到底是什么东西。 目击者拍到的据说是强普露出水面的照片目击者拍到的据说是强普露出水面的照片 看到水怪的人说它有像龙那样不断起伏的长躯干看到水怪的人说它有像龙那样不断起伏的长躯干 从19世纪科学家们发现 恐龙化石开始，就不断 有恐龙并未完全绝种的 传闻。1910年，在中东 的刚果，当地人宣称在 沼泽里看见了远古遗留 的生物，他们把它叫做 Mokele Mbembe.见过 Mokele Mbembe的人描 述说，它的体形有点像 大象，

49、不过有长长的脖 子和尾巴。 新生代（65Ma-现在）： 哺乳动物、鸟类时代，人类时代 哺乳动物是脊椎动物中最高等的类群，在2亿年前的晚 三叠世由爬行动物（兽齿类）进化而来。 爬行动物只有龟、鳄、蜥蜴、蛇等少数种类得以延续。 新生代的脊椎动物家族中，还有一个庞大的类群鸟 类，它是空中的统治者。鸟类起源于小型兽角类恐龙，在距 今约1.45亿年的晚侏罗世问世。我国辽西地区由于近年发现 了许多保存完好的早期鸟类化石，而被国际上公认是研究鸟 类起源和早期演化的最理想地区。 2 2 古生物学与生物演化古生物学与生物演化 上侏罗统中发现的始租鸟，鸟类由爬行类进化而来，既能上侏罗统中发现的始租鸟，鸟类由爬行类

50、进化而来，既能 飞，又能走，鸟类在新生代繁盛，飞，又能走，鸟类在新生代繁盛，“新生代新生代”是鸟类时代。是鸟类时代。 始祖鸟化石始祖鸟化石 新生代的无脊椎动物门类较多，以有孔虫、珊瑚和 软体动物门中的双壳类、腹足类最繁盛。 有孔虫 属原生动物门。是一种具伪足的微小单细胞动物，多 具钙质硬壳，壳上多有开口或小孔，故名。从寒武纪出现到现 代，总的演化趋势是日益繁盛。现代有孔虫可生长在各种性质 的水体中，但以海洋环境为主。 双壳类 全为水生软体动物。具两瓣外壳，两瓣外壳大小一样、 但左右不对称。腔中有瓣状鳃，故又名瓣鳃类。如海扇(Pecten)、 蚶(Arca)、珠蚌(Unio)、牡蛎等。瓣鳃类最早