第十四章 古植物(1).ppt

第十四章古植物 第一节曾被归入古植物的低等生物和低等植物第二节高等植物的分类和一般特征第三节蕨类植物第四节裸子植物第五节被子植物第六节孢子和花粉第七节植物演化的主要阶段 第一节曾被归入古植物的低等生物和低等植物一 曾被归入古植物的低等生物系统分类原核生物界细菌 门 蓝菌 门 原生生物界 类真菌 粘菌 门 类植物 绿藻门 单细胞 多细胞群体 甲藻门裸藻门金藻门 黄藻门 真菌界 真菌门 植物界 低等植物 绿藻门 多细胞 轮藻门红藻门褐藻门 植物界的主要类群 生物进化系统 生物系统树 二 曾被归入古植物的低等生物和低等植物的化石1 古细菌化石是地球最古老生命的化石证据 1 格陵兰的依苏阿 Isua 云母石英变质岩中 含有地球最古老的有机结构 距今3760 70Ma 2 南非翁维瓦特群 Onverwachtgroup 的碳质燧石中有机结构 可疑微生物化石 巴伯顿古球菌 以非生命起源的有机质为养料 距今35亿年 原始生命形态 原细胞 代表 细菌的结构 细菌的三种形态 B产于澳大利亚C产于南非D产于格陵兰E F从奥盖尔碳质球粒陨石中找到的有机微结构G H产于南非 综合来看 地球最早生命记录有以下几类 a 有机微结构 在陨石中也发现 b 具有机质外壁的微化石c 最古老的叠层石 丝状体 d 有机成因的沉积碳 石墨碳 2 叠层石 Srtomatolith 叠层石是由蓝菌和菌类 细菌和粘菌 的生物活动和沉积作用共同形成的层纹状生物沉积构造 叠层石主要形成在潮间带 形成机理是蓝菌或菌类的胶质鞘粘吸沉积物颗粒 主要为碳酸钙颗粒 1 叠层石的主要构造 基本层 是叠层石的基本构造单元 由亮带 结晶粗大的碳酸盐矿物颗粒构成 和暗带 结晶细小的泥质碳酸盐矿物颗粒构成 有机质含量相对较高 组成 基本层被认为是日层理 基本层形态为拱形和锥形 2 叠层石的分类和命名 3 叠层石的地史分布和研究意义 指示沉积环境 潮间带 判断地层是否倒转 最早出现太古宙 35亿年前 元古宙地层中常见 可用于地层划分 对比 距今7亿年以后 由于后生动物的兴起 地层中叠层石的分布明显减少 西澳大利亚皮尔巴拉的瓦拉乌纳群 Warrawoonagroup 的丝状 似菌落放射丝状集合体 原始蓝菌 35亿年 B产于澳大利亚C产于南非D产于格陵兰E F从奥盖尔碳质球粒陨石中找到的有机微结构G H产于南非 最古老生命的能量代谢方式光合系统 非释氧光合作用 1 距今34 5亿年的南非巴伯顿古球菌 2 距今35亿年的西澳大利亚原始蓝菌 3 距今31亿年的南非无花果树群 FigTreegroup 叠层石中的黑色燧石层中发现原始细菌 Eobacteriumisolatum 具双层膜 原始光合器 产生细菌叶绿素 均行以H2S为氢源的不释氧光合作用 CO2 2H2SCH2O H2O 2S 光合系统 的出现光合细菌原始蓝藻 hv 光合系统 非释氧光合作用nCO2 nH2O CH2O n nO2释氧光合作用出现于距今28亿年前距今28亿年 西澳大利亚福特斯奎群 Fortescuegroup 为海相还原环境沉积 1 其中含沥青铀矿 UO2 是氧化物 说明有O2的存在 hv 2 地层中含有叠层石 其碳质燧石微层薄片中发现丝状原核生物化石 与现今林比藻 Lymgbya 相似 为蓝菌 蓝藻 化石 综合分析表明 蓝藻已具有光合作用自养生活能力 以H2O代替H2S 行释氧光合作用 元古宙碳酸盐建造和叠层石生物礁 蓝藻 菌 的功绩 1 改造原始大气圈成分 从零起步制造氧气 强还原环境 氧化作用a 距今28 19亿年 沉积氧化铁矿 世界沉积铁矿高峰期 铁元素在呼吸 巨大的氧消耗O2 4FeO 2Fe2O3Fe2O3 FeO FeO Fe2O3 磁铁矿 蓝藻 菌 时代 距今28 16亿年 新太古 古元古代 现代的各种蓝菌 b 距今20 19亿年 大气圈自由氧分压达1 PAL 开始含游离氧 为真核生物起源创造条件c 距今6亿年 大气圈自由氧分压达6 10 PAL富氧 为多细胞动 植物起源创造条件O2增加的同时 CO2含量显著降低 2 改变水圈物理化学性质强酸性 弱酸性 pH值逐渐升高 Ca2 Mg2 离子浓度降低 K Na 相对升高 3 地球表面温度逐渐下降 温室效应减低4 最早全球生态系统的初级生产者 38 35亿年前 单极生态体系 还原者 古细菌 出现 35亿年前 两极生态体系 还原者 生产者 古细菌 蓝菌 出现 元古代蓝菌的遗体化石 西澳大利亚鲨鱼湾26亿年前的叠层石和生态复原 前寒武纪 30亿 5 43亿年前 的海洋 3 藻类化石 1 藻类化石是指原核生物界的蓝菌 原生生物界中类植物原生生物 单细胞藻类 植物界中低等植物 多细胞藻类 等形成的化石的统称 2 根据藻类细胞壁成分 形成的藻类化石主要有三类 钙藻 Calcareousalgae 生物分泌 沉淀 吸附钙质 方解石 文石 颗粒形成 包括蓝菌门 甲藻门 绿藻门 金藻门 红藻门 轮藻门等 硅藻 生物细胞壁高度硅化形成 包括硅藻门 Bacillariophyta 和金藻门的硅质鞭毛藻等 能分泌纤维素 有机质 形成化石 如褐藻门 现代绿藻 单细胞或单细胞群体 现代群体的绿藻 团藻 Volvoxaureus 现代绿藻门中的多细胞藻类 现代甲藻门 Pyrrophyta 造成海洋赤潮的凶手 现代硅藻门直链藻 现代硅藻门羽纹藻 Pinnularia 现代硅藻门小环藻 扫描电镜照片 现代金藻门 Chrysophyta 现代黄藻类无隔藻 Vaucheria 现代红藻门紫菜和石花菜 13亿年前真核生物的红藻化石 现代褐藻门裙带菜 现代褐藻门海带的生活史 孢子体世代 配子体世代