古生物学概论化石及其研究ppt课件.ppt

Paleontology 2 教师 李罗照 电话 3 总时数 72理论授课 58实验 14要求 认真听讲 记笔记 1 古生物学教程 修订版 何心一 徐桂荣等编 地质出版社 1993年2 古生物学教程 武汉地质学院古生物教研室编著 地质出版社 1979年3 古生物学 南京大学地质系古生物教研室编著 南京大学出版社 1983年4 古生物学导论 长春地质学院古生物教研室编著 地质出版社 1984年5 古生物地史学概论 杜远生童金男著中国地质大学出版社 1998年 主要参考书 海百合 了解古生物演化的基本原理和规律 掌握古生物学的基本理论和古生物各门类基本构造 掌握识别和鉴定古生物化石标本的基本方法和技能 了解典型化石标本特征和地史分布 本课程的任务和目的 9 原生动物 腔肠动物 软体动物 节肢动物 腕足动物 半索动物 笔石 脊索动物门 古植物 第一章概论 一 古生物学的概念二 古生物学的目的与任务 一 概念 古生物学 研究地史时期生物界及其发展的科学 其范围应包括各个地史时期的地层中保存的一切与古生物有关的资料 地史时期的定义 现代全新世生命开始发生地壳固结 1 1 2万年36亿年46亿年地史时期 20 古生物学研究古生物的形态 构造 分类和它们的生态特征 研究各类古生物在地质时代上和地理上的分布特点 在这个基础上 一方面研究生物的发展和生物发展的阶段性 从而来指导划分地层和确定地层的相对地质时代 另一方面是通过对古生物与其生活环境的研究来恢复地史时期的古地理和古气候 从而推断沉积 矿产在空间上的分布规律 1 古生物学的位置 古生物学是一门地质科学中的基础学科 与地史学一起 构成了整个地学界的三大支柱之一 地学界的三大支柱 古生物地史学岩石矿物学构造地质学 古生物学与生物学的关系 它们之间没有截然的界限 都是广义生物学的一部分 广义的生物学包括古生物学和生物学 狭义 但这两者又是有区别的 他们研究的内容和侧重点各有不同 界限 为了研究方便而人为地划出 以1 1 2万年前全新世的开始作为这两门学科的界限 全新世现生生物第四纪 1 1 2万年 更新世古生物 古生物学与地质学的关系 古生物的埋藏 保存 石化都是地质作用的结果 我们通过分析化石和保存它们的围岩来恢复古地理和地质作用过程 因此 古生物学不仅仅是生物学的一部分 同时又是地质科学的一个有机的组成部分 它可以称之为一门古老的边缘学科 古生物学与考古学的关系 古生物学 理科考古学 文科 2 古生物学的分科 常规分科 古无脊椎动物学古动物学古脊椎动物学古植物学孢子花粉学 根据大小分科 大古生物学微体古生物学超微体古生物学分子古生物学 边缘学科 古生态学古仿生学古病理学古生物矿物学 第一章概论 一 概念二 古生物学的目的与任务 二 古生物学的目的与任务 1 目的以古生物作为依据来阐明地质历史的发展 追溯生命进化 它涉及到 地表沉积史 地壳运动史 地理变迁史 岩浆活动史 矿产形成与分布 生物发展演化史 生命的起源 2 任务 1 研究古生物的形态构造特征 2 研究古生物的生活习性和生活方式 3 它们的地史 地理分布 4 总结发展进化规律 5 进行科学分类 6 分析生活环境和埋藏环境 7 推断各地史时期的古地理和古气候 第二章化石及其研究 第一节化石的概念第二节化石的保存第三节化石的分类与命名 第一节化石的概念 化石是指保存在岩层中地质历史时期的生物遗体或遗迹它必须有形状 结构 纹饰和有机化学成分等生物特征 或者是由生物活动所产生并保留下来的痕迹 喇叭角石Lituites 假化石 MnO2矿物结晶 广西实纹龟纹石 第二节化石的保存 一 化石的保存条件二 化石的保存类型 1 生物本身的条件需要有能够保存下来的硬体 以矿质硬体为佳 软体不利于保存 一 化石的保存条件 鹦鹉螺 2 埋藏条件需要有利的环境 能迅速地将生物埋藏起来 并且不遭受其他因素 如地下水 破坏 3 时间因素需要一定的时间 使生物进行石化作用过程 贵州龙 4 成岩作用的条件沉积物在固结成岩过程中的压实作用和结晶作用都会影响化石的保存条件 菊石 二 化石的保存类型 1 实体化石指地史时期中保存下来的生物遗体 为生物遗体的全部或某一部分 多为骨骼部分 未变质实体 这类化石很少 只能在特定的情况下保存 他们一般没有经过明显的变化 如琥珀 干尸 细菌等 三叶虫 变质实体 当生物被沉积物掩埋后 经过了明显变化 石化 才形成的化石 石化作用 即形成变质实体化石的地质作用 主要有如下三种类型 生物硬体内部的各种空隙被地下水中的矿物质所充填的一种作用 能使硬体变得更加致密 这种石化作用没有改变生物体原来的组织结构 但增加了重量和成分 如龙骨 中新生代脊椎动物化石 a充填作用 龙骨 中新生代脊椎动物化石 b交代作用 交替作用 生物硬体被埋藏后 不断被地下水所溶解 同时又被地下水所携带的矿物质所交代 这种石化作用保持了生物硬体的形态大小和结构构造 有时可以以分子进行交代 因此可以看清其细胞结构 但它改变了生物硬体的成分 硅化木 c升溜作用 这些有机质中的易挥发成分 氧 氢 氮 在地下的高温高压作用下 往往被遗失掉 留下比较稳定的炭质形成薄膜 如 植物的叶子 笔石和某些节肢动物 硅藻土页岩 N1 山旺 山东 硅藻土页岩 N1 山旺 山东 中华微纲虫 2 模铸化石 印痕化石生物体印在岩层中的顶底层面上的痕迹 一般是扁平的生物或不太硬的生物所形成 如 树叶 笔石 水母等 印模化石具凸凹壳的生物体印在围岩上的痕迹a 外模 生物体的外凸部分印在围岩上的凹形 相反地体现了生物壳外表的大小形态和纹饰 b 内模 生物壳的凹面印在围岩上的痕迹 它相反地为凸形 反映了壳内表面的大小 形态和构造 外模 生物硬体外表面在围岩上的印模 内模 生物硬体内表面在围岩上的印模 73 复合模 内模和外模重叠在一起的化石 73 注意印模化石上所反映的纹饰和构造与生物体实际情况 正好凸凹方向相反 核化石 反映生物壳内外空间形态的整体 这样的复铸物称为核 外核 当生物壳体溶解后 外模使其填充物保持了壳体原来的外形 但它们没有内部构造 是实心体 内核 壳体内部的空腔被填充后的形态体 模铸化石及其形成过程1 双壳类壳瓣及内部软体 2 埋藏后软体腐烂 3a 壳内被充填 3 壳瓣溶解 4a 壳瓣溶解 4 原壳体所占空间被充填 5 原壳瓣处被充填 6 内核 6 铸型 6 外核 铸型化石 外内模之间的壳被溶解后 填充物又在原来的地方铸成了形态逼真的 壳 这种 壳 没有壳的微细构造 但有内核或内模 特点 铸型化石在大小 形态和表面装饰等方面与原生物体一致 但内部构造完全不同 3 遗迹化石 在地史时期的沉积物中所保存下来的生物活动时留下的遗迹或遗物 61 遗迹化石的分类 a 足迹 b 行迹 c d 拖迹 e 爬行迹 f h 停息迹 I j 潜穴 遗迹化石 地史时期生命活动留下的遗迹与遗物 遗迹化石西峡恐龙蛋胚胎及复原图 4 化学化石 古生物体中的有机质保存在地层中 但它经过了一定的分解才能保存到现在 如 蛋白质分解后形成的氨基酸 脂肪酸 烃等 化石记录的不完备性 1 生物群生活在共同环境 彼此密切相关的一群生物 它们在生活时受共同环境因素的控制和影响 2 死亡群由于各种原因死亡的尸体堆积 称死亡群或尸体群 如 壳滩 尸体堆积 3 埋藏群死亡群或尸体群被沉积物所覆盖掩埋 埋藏群不等于死亡群 或多 或少 4 化石群埋藏群和沉积物同时成岩和石化 其成员没有变化 但在石化过程中生物遗体的物质成分会发生改变 5 原地埋藏和异地埋藏原地埋藏 生物死亡后就地埋藏而未经搬运 一般骨骼保存完整 表面没有磨损 异地埋藏 经过搬运个体破碎 磨损 分散和重力分选等 第二章化石及其研究 第一节化石的概念第二节化石的保存第三节化石的分类与命名 第三节化石的分类与命名 一 生物分类单位二 生物的命名法则 古生物的种类很多 它虽然不如现代生物那么庞杂 但就已知的种类也已有十几万种 如同任何研究工作一样 研究古生物必须把它们分门别类地进行归类和命名 在这个基础上再进一步研究他们在空间和时间上的分布规律 一 生物分类单位 生物的分类单位由大到小依次称为 界 kingdom 门 phyllum 纲 class 目 order 科 family 属 genus 种 species 根据需要 其中还可以设立亚门 亚纲 超科 亚科 亚属和亚种等等一些过渡性的分类单位 例如确定狼的分类单位 Animalia动物界Chordata脊索动物门Mammalia哺乳纲Carnivora食肉目Canidae犬科Canis犬属Canislupus狼 种 整个生物界可以分为植物界和动物界有人主张分成五个界 植物界动物界真菌界原生生物界原核生物界 种 species 又称物种 它是由于一个或许多个居群 或称种群 所组成的一个自然单位 同种的个体具有基本相同的形态 构造 生理和生态等特征 都能互相交配而繁殖后代 不同种的个体之间不能交配繁殖 这种现象叫做生殖隔离 生殖隔离是物种形成和生物进化的基础 自然界同一个物种 常常由于环境的隔离而造成居群之间的差异 一旦它们的差异达到一定程度时 那么 即使它们又重新生活在一起 彼此间也不会交配而繁殖后代了 结果形成了新的物种 属 genus 是由起源上有直接联系 在形态 构造 生理 生态等特征上相似的若干个物种所构成的分类单位 即由一些具有某些共同特征 亲缘关系又十分亲近的一些物种所组成的较高一级的分类单位 一些特征相似而亲近的属 继而构成科级单位 并以此类推 便可建立起各级分类 在分类学上 这种以亲缘关系逐步建立起来的分类 它反映了生物之间的演化发展的内在联系 因此叫做自然分类 二 生物的命名法则 生物的命名就是给生物起名字 在国际上有统一的命名规则 其中最基本的规则有以下几方面内容 1 生物分类的各个单位名称都采用拉丁文或拉丁化的文字来命名 拉丁文是欧洲种古代语言 所谓拉丁化文字就是原来不是拉丁字 后来用拉丁字母拼写 并服从拉丁语变化的文字 2 从门至科级分类单位的命名 都采用单名法 用正体字书写或印刷 第一字母大写 例如Chordata脊索动物门Mammalia哺乳纲Carnivora食肉目Canidae犬科门 纲 目的名称没有固定的词尾 科级名称则有固定的词尾 它是由属于这个科的一个典型属名的词根加上一个固定的词尾 idae或 aceae构成的 3 属级分类单位的命名 单名法 属的命名采用单名法 属名要用斜体字来书写和印刷 第一个字母也要大写 例如FusulinaFischeretWaldkein 1829其中Fusulina是属名 FischeretWaldkein是命名者的姓氏 1829是命名的年号 4 种级分类单位的命名 双名法 种名采用双名法 它由本身的种名和它所从属的属名两个名字一起组成 属名在前 种名在后 用斜体字书写和印刷 属名的第一个字母要大写 种名全用小写 例如FusulinacylindricaFischeretWaldkein 1829其中的cylindrica是种名 Fusulina是该种所属的属名 译作筒状蜓 5 亚种的命名法 三名法 亚种采用三个拉丁词构成学名 即属名 种名 亚种名 三个词均用斜体字 属名第1个字母大写 种名 亚种名第1个字母小写如 FusulinaquasicylindricacompactaSheng 似筒形纺锤蜓 紧卷亚种 属种名称大多是根据古生物化石的形态特征来命名的如 Fusulina纺锤蜓 Tetragraptus四笔石 Arienigraptus香蕉笔石 Lingula舌形贝等 还有很多属种名称是用人名 地名来命名的 如 Nankinella南京蜓 Xunnanella云南贝 Kueichousaurus贵州龙 Yatsengia亚真珊瑚 Redlichia莱氏虫等 6 优先律 生物学分类单元的有效名称 应以符合国际生物命名法则的最早刊出名称为准 后来提出的名称 同一类生物 应作为同义名而废除 例如 弓石燕CyrtospiriferNalivkin 1918中国石燕SinospiriferGrabau 1931瘤肋虫HammatocnemisKielan 1959椭圆头虫OvalocephalusKoroleva 1959 必须附上命名者的姓氏和日期 分类单元的命名需要用两国文字在正式刊物上发表 7 古生物名称中常用的一些拉丁语缩写词 cf 为comformis 相符 比较 的缩写 例如 Halobiacf austriaca 奥地利海燕蛤相似种 aff 为affinis 亲近 的缩写 例如 Ferganoconchaaff esther