第1章 古生物学总论

1、Gaofeng（NEUQ ）Tel：8048689; -8057809(H)mail: ; QQ:645648682 地层古生物学专业理学硕士学位、副教授、地层古生物学专业理学硕士学位、副教授、 国家二级心理咨询师。国家二级心理咨询师。 主讲主讲2020余门课程。从事古余门课程。从事古生物学、生物学及地史学、进化论、摄影学、教育生物学、生物学及地史学、进化论、摄影学、教育学、当代世界经济与政治、就业指导和职业生涯规学、当代世界经济与政治、就业指导和职业生涯规划、心理学、成功学和中西方比较教育、军事理论划、心理学、成功学和中西方比较教育、军事理论等的教学与研究。等的教学

2、与研究。19961996年参加能源部年参加能源部9595石油科考项石油科考项目，进驻藏北目，进驻藏北45004500米以上无人区米以上无人区4 4个月，与他人合个月，与他人合作完成的科研报告作完成的科研报告青藏高原中生界沉积特征研究青藏高原中生界沉积特征研究和和陆西凹陷隐蔽油藏勘探研究陆西凹陷隐蔽油藏勘探研究；大学生交往；大学生交往、生活、求职与生涯规划专家，著有、生活、求职与生涯规划专家，著有大学生就业大学生就业指导指导等。等。课程教学目标课程教学目标 资源勘查专业必修课。资源勘查专业必修课。通过讲授和实验，系统介绍古生物学、地史通过讲授和实验，系统介绍古生物学、地史学的基本理论和基础知识。

3、学的基本理论和基础知识。古生物地史学不能局限于课本，需要在责任古生物地史学不能局限于课本，需要在责任与兴趣的驱使下，阅读大量课外刊物或观看视与兴趣的驱使下，阅读大量课外刊物或观看视频，有助于丰富古今中外的知识，有助于思维频，有助于丰富古今中外的知识，有助于思维能力的提升。能力的提升。地史学内容丰富、涉及广泛，与三大岩石学、地史学内容丰富、涉及广泛，与三大岩石学、构造地质学、矿床学等建立有机联系，建立起构造地质学、矿床学等建立有机联系，建立起科学合理的知识体系与课程体系，建立起地学科学合理的知识体系与课程体系，建立起地学独特的哲学思维方法。独特的哲学思维方法。课程内容体系课程内容体系古生物地史学

4、概论古生物地史学概论上篇：上篇：古生物学古生物学下篇：地史学下篇：地史学生物的进化与化生物的进化与化石石古生物门类古生物门类古生物古生物古地理古地理古构造古构造沉积矿产沉积矿产课程在地学中的地位课程在地学中的地位5地质科学三大分支：地质科学三大分支：地球物质科学：沉积岩地球物质科学：沉积岩沉积地质沉积地质 地球动力科学：槽台地球动力科学：槽台板块板块 + + 大陆动力学大陆动力学 地球历史科学：三史地球历史科学：三史沉积沉积 + + 生物生物 + + 构造构造 （一）教学方法（一）教学方法学生：学生：做学习主人，利用一切资源，主动地、做学习主人，利用一切资源，主动地、生动活泼地学，提高实效性。

5、生动活泼地学，提高实效性。 你想你该怎么做才是最重要的？你想你该怎么做才是最重要的？老师老师：多媒体与实物标本结合，时空规律总结，多媒体与实物标本结合，时空规律总结，不厌其烦，及时答疑，启发思考，激发兴趣。不厌其烦，及时答疑，启发思考，激发兴趣。 考核方法考核方法1 1、理解概念、注重能力、理解概念、注重能力2 2、实行全程化考核。、实行全程化考核。 平时考核：平时考核：40%40%（出勤、表现、作业）（出勤、表现、作业） 期末考核：期末考核：60%60%（考试）（考试）8 高度重视，保证全勤；高度重视，保证全勤；最多一次假最多一次假，无故旷课者视为自动放弃，不能参加考试，无故旷课者视为自动放

6、弃，不能参加考试不得迟到和早退；不得迟到和早退；绝不许做与课程无关之事绝不许做与课程无关之事；不许睡觉；绝不许在教室吃东西，做文明人；不许睡觉；绝不许在教室吃东西，做文明人；上课不允许喝水，桌面不能放水杯、手机等；上课不允许喝水，桌面不能放水杯、手机等；禁止有色饮料进教室；禁止有色饮料进教室；保持桌面、地面和坐蔸里干净是高尚文明的标志。保持桌面、地面和坐蔸里干净是高尚文明的标志。请做好课堂笔记（记要点）。请做好课堂笔记（记要点）。课时少，信息量大，课前预习，课后复习。课时少，信息量大，课前预习，课后复习。要求你做到的我首先做到。要求你做到的我首先做到。课程约法课程约法课课 程程 安安 排排20

7、次讲次讲X2学时学时=408次实习次实习X2学时学时=16古生物学及地史学(56学时)第一节 古生物学的内容和研究对象第二节 化石的保存条件和保存类型第三节 生物的分类、命名与系统学第四节 生物与环境第五节 生命起源与生物演化第六节 古生物学的研究意义第一节第一节 古生物学的内容和研究对象古生物学的内容和研究对象1.古生物学（古生物学（palaeontology） 研究地质时期中生物发展的科学。是地学专业基研究地质时期中生物发展的科学。是地学专业基础课程。础课程。2.古生物学的分科古生物学的分科 古植物学（古植物学（palaeobotany） 古动物学（古动物学（palaeozoology）

8、微体古生物学（微体古生物学（micropalaeontology） 古生物化学（古生物化学（palaeobiochemistry） 化石（古生）生物学（化石（古生）生物学（palaeobiology3.古生物学研究对象古生物学研究对象化石化石 化石：化石：保存在沉积地层中的各地质历史时期的生物保存在沉积地层中的各地质历史时期的生物的遗体、遗迹以及古生物残留的有机组分。的遗体、遗迹以及古生物残留的有机组分。 三叶虫三叶虫爬行类爬行类蜻蜓化石蜻蜓化石龟化石龟化石第二节第二节 化石的保存条件和保存类型化石的保存条件和保存类型一、化石的保存条件一、化石的保存条件1.1.生物体应具备化学成分较稳定的硬体

9、生物体应具备化学成分较稳定的硬体2.2.地质环境因素地质环境因素 （1 1）沉积基底环境）沉积基底环境 （2 2）生物体应被快速掩埋）生物体应被快速掩埋 （3 3）好的密封条件，沉积物越细越好）好的密封条件，沉积物越细越好 （4 4）后期无构造变形和变质作用或构造变形、变）后期无构造变形和变质作用或构造变形、变质作用较弱质作用较弱3. 3. 足够长的足够长的石化作用石化作用时间时间 三三 化石的形成过程化石的形成过程生物群：生物群：生活在共同的环境，彼此关系密生活在共同的环境，彼此关系密切的生物群切的生物群死亡群：死亡群：各种原因死亡的尸体堆积，有可各种原因死亡的尸体堆积，有可能非同一生物群能

10、非同一生物群埋藏群：埋藏群：堆积埋藏在一起的动物遗体，有堆积埋藏在一起的动物遗体，有混杂或损失混杂或损失化石群：化石群：埋藏群经过成岩作用埋藏群经过成岩作用 三三 化石的形成过化石的形成过程程生物群生物群死亡群死亡群埋藏群埋藏群化石群化石群从死亡群到埋藏群的变化从死亡群到埋藏群的变化 -化石埋藏类型划分化石埋藏类型划分原地埋藏原地埋藏异地埋藏异地埋藏原地化石群原地化石群: :化石群成员与原来当地生物群化石群成员与原来当地生物群成员基本一致。成员基本一致。残留化石群残留化石群: :原生物群大部分保留成为化石，原生物群大部分保留成为化石，小部分被搬运流失。小部分被搬运流失。表示搬运能力增强表示搬运

11、能力增强从死亡群到埋藏群的变化从死亡群到埋藏群的变化 -化石埋藏类型判断标志化石埋藏类型判断标志完整程度：完整程度：原地埋藏类型化石完整，细微结构未破原地埋藏类型化石完整，细微结构未破坏；异地埋藏多破碎。坏；异地埋藏多破碎。分选：分选：原地埋藏者大小一致原地埋藏者大小一致（？）（？）、个体发育不同、个体发育不同阶段化石均有保存，无分选性；异地埋藏者个体基阶段化石均有保存，无分选性；异地埋藏者个体基本一致本一致（？），（？），分选好。分选好。两壳比例：两壳比例：原地埋藏者基本原地埋藏者基本1 1：1 1，否则为异地埋藏。，否则为异地埋藏。生态类型的保存位置：生态类型的保存位置：原地埋藏往往保存生

12、物生存原地埋藏往往保存生物生存时的位置和状态。时的位置和状态。其他：其他：原地埋藏者，化石的古生态分析结果和含化原地埋藏者，化石的古生态分析结果和含化石层的沉积环境一致。否则为异地埋藏。石层的沉积环境一致。否则为异地埋藏。 四四 化石保存的不完整性化石保存的不完整性Why ?种类的不完整性种类的不完整性数量的不完整性数量的不完整性种间的不平衡性种间的不平衡性形态的不完备性形态的不完备性化石保存的不完整性表现之二化石保存的不完整性表现之二常形成化石常形成化石部分类型形成化石部分类型形成化石少量化石少量化石无化石记录无化石记录8个门常形成化石个门常形成化石4 4个门有部分类型形成个门有部分类型形成

13、化石化石5 5个门有少量化石个门有少量化石1818个门无化石记录个门无化石记录二、化石的保存类型二、化石的保存类型根据化石的保存特点，化石的保存类型可分为：根据化石的保存特点，化石的保存类型可分为： 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1.1.实体化石：实体化石：指生物的遗体或其中一部分保存为指生物的遗体或其中一部分保存为 化石。可分为未变实体化石和变质实体化石。化石。可分为未变实体化石和变质实体化石。（1 1）未变实体：）未变实体：特殊的保存条件特殊的保存条件 密封密封：如琥珀中保存的昆虫化石：如琥珀中保存的昆虫化石 冷藏冷藏：西伯利亚动土层中保存的猛犸象：

14、西伯利亚动土层中保存的猛犸象 极地永冻层的例子：1977年，人们在东西伯利亚发现了一只雄性猛犸婴儿遗体。它身上的皮肉和长毛都十分完好地保存下来，这是世界上迄今为止发现的最为完整的猛犸，人们给它起了个名字，叫“小迪玛”。 干燥环境的例子：如木乃伊（2 2）变质实体：）变质实体：生物体遭受不同程度变化，最终保生物体遭受不同程度变化，最终保存为化石。包括存为化石。包括硅化、钙化、黄铁矿化、碳化等。等。 保存在琥珀中的昆虫化石保存在琥珀中的昆虫化石未变实体未变实体化石化石 保存在琥珀中的昆虫化石保存在琥珀中的昆虫化石 保存在琥珀中的昆虫化石保存在琥珀中的昆虫化石朝阳热河生物群硅化木森林 腕足腕足三叶虫

15、三叶虫菊石菊石 笔石笔石 2. 2.模铸化石模铸化石 指古代生物遗体在沉积物或围岩中留下指古代生物遗体在沉积物或围岩中留下的印模和复铸物。常见的有的印模和复铸物。常见的有: 外模、外模、 内模、内模、 复形、复形、 内核、内核、 铸形等。铸形等。模铸化石的形成模铸化石的形成外模外模实体化石或铸型、复型实体化石或铸型、复型内模内模化石图片化石图片外模外模内模内模实体化石实体化石 3. 3.遗迹化石：遗迹化石：指古代生物生活时期在生活指古代生物生活时期在生活场所留下的各种痕迹。如足迹、粪便、潜穴等场所留下的各种痕迹。如足迹、粪便、潜穴等300300万年前的人类足迹万年前的人类足迹利特里大穿越利特里

16、大穿越恐龙足迹恐龙足迹人类的第一串脚印人类的第一串脚印-利特里穿越利特里穿越恐龙蛋化石虫 管 化 石 3. 3.化学化石化学化石 指古代生物遗体虽已腐烂消失，但某些有指古代生物遗体虽已腐烂消失，但某些有机物质如机物质如氨基酸、多糖类、脂肪酸等组成生等组成生物体的物质，可在岩石或沉积物中保存，虽物体的物质，可在岩石或沉积物中保存，虽不具备原来生物的形态特征，但具有一不具备原来生物的形态特征，但具有一 定的组成和结构的有机体。定的组成和结构的有机体。一、生物的分类等级与命名方法一、生物的分类等级与命名方法1.生物的分类等级 界 REGNUM Kingdom 门 PHYLUM（DIVISION） P

17、hylum/Division 纲 CLASSIS Class 目 ORDER Order 科 FAMILIA Family 属 GENUS Genus 种SPECISE Species 七种基本分类等级单位第三节第三节 生物的分类、命名与系统学生物的分类、命名与系统学辅助分类单位辅助分类单位Super-Super-（超）、（超）、 Sub- Sub- （亚）、（亚）、Infra- Infra- （次）（次）现代人的分类位置：Kingdom Animalia 动物界动物界 Phylum Chordata 脊索动物门脊索动物门 Subphylum Vertebrata 脊椎动物亚门脊椎动物亚门 C

18、lass Mammalia 哺乳纲哺乳纲 Subclass Eutheria 真兽亚纲真兽亚纲 Order Primates 灵长目灵长目 Superfamily Hominoidea 人超科人超科 Family Hominidae 人科人科 Genus Homo 人属人属 Species Homo sapiens 智人智人 Subspecies Homo sapiens sapiens 2. 生物的命名方法（1）命名法规 国际动物命名法规 International Code of Zoological Nomenclature 国际植物命名法规 International Code of

19、Botanical Nomenclature（2）学名（名称） scientific name 国际通用的拉丁语或拉丁化文字的名称（3）俗名：拉丁文以外一切其它文字书写的。（4）单名法：属及属以上名称，Homo 双名法：种名，属名+种名，Homo sapiens 三名法：亚种名称，属名+种名+亚种名Homo sapiens sapiens（5）书写）书写 科级及以上名称：正体、第一个字母大写科级及以上名称：正体、第一个字母大写 如如 Hominidae 属名：斜体，第一个字母大写，如属名：斜体，第一个字母大写，如 Homo 种名：斜体，小写，如种名：斜体，小写，如 Homo sapiens 重

20、要发表时加上命名者、年代（正体）重要发表时加上命名者、年代（正体） 如如 Hinggania Zhao, 1997（6 6）优先律和同名律：）优先律和同名律： 优先律：优先律：一个生物分类单位的有效名称一个生物分类单位的有效名称 （正确名称）必须是符合命名法（正确名称）必须是符合命名法 规最早刊出的。规最早刊出的。 （异物）同名：首同名有效（异物）同名：首同名有效 同名律：同名律：某一生物分类单位的名称若被其某一生物分类单位的名称若被其 他人又赋予了其它生物分类单位，他人又赋予了其它生物分类单位， （异物同名）后者的命名必须废止。（异物同名）后者的命名必须废止。 （同物）异名：首异名有效（同物

21、）异名：首异名有效 （7）一些常见的缩写词）一些常见的缩写词vgen. nov. （genus novum， 新属）新属）vsp. nov.（species nova，新种）新种）vgen. et sp. nov. (genus et species novi 新属及新种新属及新种) )vsp. sp. 常位于属名之后，由于材料不足未定种。常位于属名之后，由于材料不足未定种。 如：如：Redlichia sp.vcf. cf. 意为接近意为接近 。如：。如： Redlichia cf. Redlichia chinensis v aff. . 意为亲近。即为具较近的亲缘关系。如：意为亲近。即为

22、具较近的亲缘关系。如： Redlichia aff. Redlichia chinensisvsp. Indet不定种，表示标本差，不能鉴定到种不定种，表示标本差，不能鉴定到种二、系统学二、系统学1 1. 系统学（systematics）：是对分类学所使用的方法和程序以及它们中任何的和所有的各种关系的理论上研究的科学。生物分类 人为分类： 按形态特征分类，不考虑亲缘关 系，强调模式的概念，强调模式 的稳定性，忽略其变异性。 自然分类：以亲缘关系为主而进行分类的体系。 当前流行的系统学派大体分三种：综合 系统学、数值系统学和分支系统学。2. 综合系统学（synthetic systematics

23、）： 以达尔文进化论和现代生物种的概念为基础，划分分类单元的主要方法是以形态总体相似性的程度及共同祖先的亲密程度为依据。为现今大多数学者所采用。3. 数值系统学（ numerical systematics）： 通过对分类单位间亲缘关系和相似性的数值评价，并以亲缘关系为基础将这些分类单位排列成分类单元。 基本原理：共同的基因表型性状相似性 关系越近，共有的性状越多2. 分支系统学（分支系统学（cladistics）：）： 认为生物分类应首先搞清各系列的亲缘关系认为生物分类应首先搞清各系列的亲缘关系建立分支，区分原始特征（祖征）与衍生特征建立分支，区分原始特征（祖征）与衍生特征（裔征），然后建立

24、由祖先种一分为二形成姊妹（裔征），然后建立由祖先种一分为二形成姊妹群的谱系关系。群的谱系关系。 分类基础是系统发育。出现早演化上原始的分类基础是系统发育。出现早演化上原始的特征通常归为特征通常归为祖征祖征；出现晚演化上进步的特征可；出现晚演化上进步的特征可能为能为裔征裔征。 强调按亲缘关系所确定的分支进行分类，强调按亲缘关系所确定的分支进行分类，总体相似性必须服务于亲缘关系。总体相似性必须服务于亲缘关系。 时间恐 鱼肺 鱼青 蛙老 虎现 代 形 态 趋 异肺 鱼恐 鱼青 蛙老 虎肺 鱼恐 鱼老 虎青 蛙根 据 形 态 分 异 归 类根 据 时 间 按 亲 缘 关 系 归 类 三、生物界概况三、

25、生物界概况1.生物分类系统（六界分类）生物分类系统（六界分类） 原核界（原核界（Monera） 单细胞，同时含单细胞，同时含DNA、RNA。无核膜，无细胞器。无核膜，无细胞器（线粒体、叶绿素、内质网、高尔基器）。（线粒体、叶绿素、内质网、高尔基器）。 （有些具类囊体行光合作用，含叶绿素，如蓝菌）（有些具类囊体行光合作用，含叶绿素，如蓝菌） 原核生物原核生物 （细菌、蓝菌）（细菌、蓝菌） 原生界（原生界（Protista） 单细胞，有核膜和各种细胞器。单细胞，有核膜和各种细胞器。 真核生物真核生物 （草履虫、眼虫）（草履虫、眼虫） 真菌界（真菌界（Fungi） 多细胞，有细胞壁，无叶绿体。细胞分

26、化简单，多细胞，有细胞壁，无叶绿体。细胞分化简单，由菌丝构成菌丝体，不行光合作用，吸收异养。由菌丝构成菌丝体，不行光合作用，吸收异养。 -菌类菌类、霉菌类霉菌类 植物界（植物界（Plantae） 多细胞，真核。有细胞壁和叶绿体，行多细胞，真核。有细胞壁和叶绿体，行光合作用，自养。光合作用，自养。 动物界（动物界（Animalia） 多细胞，真核。无细胞壁和叶绿体，不多细胞，真核。无细胞壁和叶绿体，不行光合作用，异养。行光合作用，异养。 病毒界（病毒界（Virus） 只含只含DNA或或RNA中的一种。无独立代谢中的一种。无独立代谢系统，体形微小，在其它细胞体内寄生繁殖。系统，体形微小，在其它细胞

27、体内寄生繁殖。 病毒病毒 （半生命）（半生命）冠冠状状非非典典病病毒毒正在攻击正在攻击T T淋巴细胞的淋巴细胞的 爱滋病毒（爱滋病毒（HIVHIV）细菌和病毒的区别细菌和病毒的区别 2. 2.生物界概况生物界概况 (1)(1)准生命准生命- -裸生命裸生命: : 病毒病毒 (2)(2)细胞生命细胞生命 原核生物原核生物 真核生物真核生物: : A. A.原生生物原生生物( (包括类植物、类真菌、类动物）包括类植物、类真菌、类动物） B.B.植物植物 C.C.真菌真菌 D.D.动物动物 3.3.动物机体的分化、分类系统与多细胞动物的胚胎发动物机体的分化、分类系统与多细胞动物的胚胎发育育(1)(1

28、)多细胞动物的胚胎发育多细胞动物的胚胎发育受精卵桑葚胚（卵裂）囊胚原肠胚受精卵桑葚胚（卵裂）囊胚原肠胚中胚层形成（三胚层）体腔形成中胚层形成（三胚层）体腔形成fertilizationcleavageformation of mesoderm（）动物分类系统（）动物分类系统第四节第四节 生物与环境生物与环境 生物圈：地球上生物能够生存的空间 大气圈下部（对流层） 生物圈 水圈 岩石圈上部 生物的生存环境： 水生 陆生 一、水生生物的生活方式 1. 按活动方式划分 浮游生物 游泳生物 表栖植物 表栖动物 固着型 游移型 内栖植物 内栖动物 潜穴型 钻孔型 浮游生物、游泳底栖生物、半内栖生物水层生

29、物水层生物大洋生物大洋生物底栖生物底栖生物表栖生物表栖生物内栖生物内栖生物2. 按营养类型划分按营养类型划分自养生物：植物、细菌自养生物：植物、细菌异养生物：动物异养生物：动物 植食动物植食动物 肉食动物肉食动物 腐食动物腐食动物 悬食动物悬食动物 碎食动物碎食动物 泥食动物泥食动物 寄生动物寄生动物二、海洋生物环境的主要分区二、海洋生物环境的主要分区三、影响水生生物的环境因素三、影响水生生物的环境因素1.物理化学因素 基底性质、光线、含盐度、温度、ph值等2.生物因素 生物在食料上的相互关系，主要有： 攻击关系：某类生物从另一类生物的活体直接 取食而生存 竞争关系：生物争夺共同的食饵 共生关

30、系：互利共生 共栖关系四、生物的埋藏与化石的形成四、生物的埋藏与化石的形成（一）几个基本概念1.生态学：研究生物与环境关系的学科2.古生态学：研究化石生物与古环境关系的学科3.埋藏学：研究生物自死亡埋藏在沉积物中随同 沉积物经化石化作用形成化石过程的 学科（二）化石形成过程（二）化石形成过程 生物群落生物群落尸积群尸积群埋藏群埋藏群化石群化石群1.1.生物群落：生物群落：是在一定区域或同一环境里各种生是在一定区域或同一环境里各种生 物居群相互结合的结构单元。这种结构单元结物居群相互结合的结构单元。这种结构单元结 合松散，形成后可有规律地演变，但也具有相合松散，形成后可有规律地演变，但也具有相

31、对的稳定性。对的稳定性。 群落具有如下特征：群落具有如下特征： 群落中物种的多样性群落中物种的多样性分异度分异度 生长形式及其结构，应有生长形式及其结构，应有主要、次要和类型主要、次要和类型 优势种优势种 相对丰度相对丰度 营养结构营养结构 2.2.尸积群：尸积群：因各种原因生物死亡后堆积在一起因各种原因生物死亡后堆积在一起的尸体称尸积群（死亡群）。的尸体称尸积群（死亡群）。 尸积群尸积群生物群落生物群落 尸积群可以由同一群落的分子组成，也尸积群可以由同一群落的分子组成，也可包含几个群落的分子可包含几个群落的分子3.3.埋藏群：埋藏群：被埋藏后的尸积群。包括原地埋藏被埋藏后的尸积群。包括原地埋

32、藏和异地埋藏和异地埋藏4.4.化石群：化石群：埋藏群通过化石化作用形成化石群。埋藏群通过化石化作用形成化石群。 其中原地埋藏的其成分为生物群落其中原地埋藏的其成分为生物群落的的 组成部分称组成部分称化石群落化石群落；异地埋藏形；异地埋藏形成成 的化石群称的化石群称化石组合化石组合 第五节 生命起源与生物演化一、生命起源探索的代表性成果一、生命起源探索的代表性成果二、自然选择与物种形成二、自然选择与物种形成三、生物的演化三、生物的演化四、绝灭四、绝灭Human genome project, (HGPHGP)是由美国科学家于1985年率先提出，1990年正式启动。美、英、法、德、日和我国科学家共

33、同参与了这一预算达30亿美元的人类基因组计划。 人类基因组计划与曼哈顿原子弹计划和阿波罗计划并称为三大科学计划。被誉为生命科学的“登月计划”。 1990年，年，“人类基因组计划人类基因组计划”启动启动 2000年年6月月26日，公布人类基因组日，公布人类基因组草图，破译人体草图，破译人体46条染色体条染色体30亿个碱基亿个碱基序列。序列。 “ “ 生命天书翻开了第一页生命天书翻开了第一页”一、生命起源探索的代表性成果一、生命起源探索的代表性成果 1. 奥巴林奥巴林团聚体理论团聚体理论 奥巴林（奥巴林（.，1894-1984），代表著作：），代表著作：生命起源生命起源、在地球上生命的起源在地球上

34、生命的起源、地球上生地球上生命的起源命的起源补充版补充版a. 原始大气：简单有机分子产生碳氢化合物、氨原始大气：简单有机分子产生碳氢化合物、氨b. 原始水圈：简单有机分子化学反应，碳链加长，原始水圈：简单有机分子化学反应，碳链加长， 结构复杂结构复杂 有机大分子有机大分子c. 有机大分子有机大分子 蛋白质团聚体（胶体、团块）蛋白质团聚体（胶体、团块）d. 团聚体：具吸收、合成、分解、生长、生殖等团聚体：具吸收、合成、分解、生长、生殖等 生命现象，与环境间具原始膜生命现象，与环境间具原始膜 “原生体原生体” 团聚体实验：明胶等蛋白质物质团聚体实验：明胶等蛋白质物质 2. 福克斯类蛋白微球理论 福

35、克斯（S. W. Fox，1912 ） 1972，分子进化与生命起源 类蛋白微球理论实验（1959）a. 各种氨基酸混合物，干燥无氧加热至160170， 高分子类蛋白聚合物（聚氨基酸）b. 稀盐酸溶液溶解类蛋白聚合物 微小凝聚 滴粒c. 类蛋白微球粒能出芽、生长、分裂 原始生命体 上述两类学说 蛋白质生命起源 但是“先有蛋白质，还是先有核酸”？3. 赵玉芬、曹培生“核酸与蛋白质共同起源论” 1994年，磷酰化氨基酸核酸与蛋白质共 同起源 1996年，11届国际生命起源大会：生命化学 进化的基本模型 “世界上第一家证明核酸与蛋白质共同进化” “独辟蹊径”动动 力力 学学 模模 型型 4. 柯里斯

36、“水热起源说”： 柯里斯（J. B. Corliss） 1981年（巴黎国际地质大会1980） 水热起源说： 海底水热系统 350 含CH4、H2、He、CO、CO2、H2S、Fe、Mg、Cu、Zn、Mn、Ba、Si等硫化物沉淀 “黑烟筒”“黑烟囱”与环境形成温度梯度 350 0 喷出物与环境形成化学梯度 非生物质 有机物质 热能热能 合成合成（嗜硫细菌）（嗜硫细菌）中元古代硫化物黑烟囱中元古代硫化物黑烟囱 二、自然选择与物种形成1. 遗传的变异与自然选择 遗传的变异：一切生物都有变异的特性，许多变异能够遗传。变异 新种 自然选择：生物与其周围的环境有着极其复杂 的联系又和它不断进行着斗争（生

37、存竞争)， 在竞争中有利变异得到保存并遗传给后代， 不利的变异则不能生存而被淘汰。简言之， 最适者生存，不适者淘汰。 自然选择在不断变化的环境中使生物适应环境而不断变革，因此生物永远在演化中。 2. 物种的形成物种的形成（1）物种：）物种：是由构造、习性、机能相似的一个或是由构造、习性、机能相似的一个或 多个居群所组成的一群个体。居群是多个居群所组成的一群个体。居群是 指生活在同一地点属于同一种的一群指生活在同一地点属于同一种的一群 个体。在行有性生殖的生物中，同种个体。在行有性生殖的生物中，同种 的居群个体间具有经交配可相互交流的居群个体间具有经交配可相互交流 遗传信息和产生正常能育后代的实

38、际遗传信息和产生正常能育后代的实际 或潜在能力。或潜在能力。（2） 物种形成（物种起源）的标志物种形成（物种起源）的标志 生物进化中：生殖作用连续性的间断生物进化中：生殖作用连续性的间断 遗传机制上：基因只能在种内交流遗传机制上：基因只能在种内交流 物种定义的本质是生殖隔离！物种定义的本质是生殖隔离！ 物质的界定可以用生殖隔离去检验！物质的界定可以用生殖隔离去检验！（3）物种形成方式）物种形成方式渐进式和骤变式渐进式和骤变式 渐进式物种形成：渐进式物种形成：物种经长期缓慢地逐渐形成物种经长期缓慢地逐渐形成 另一新种。另一新种。 a. 地理隔离是渐进式物种形成的主要原因地理隔离是渐进式物种形成的

39、主要原因 b. 渐进式物种形成通过亚种（中间阶段）完成渐进式物种形成通过亚种（中间阶段）完成 c. 渐进式物种形成需经历很长时间渐进式物种形成需经历很长时间 A. 继承式物种形成：继承式物种形成：一物种在一地区随时间逐渐一物种在一地区随时间逐渐 变化为另外的新种，旧种被新种所代替，种变化为另外的新种，旧种被新种所代替，种 数为增加。数为增加。（形成的种称时间种或年代种）（形成的种称时间种或年代种） B. 分化式物种形成：分化式物种形成：一个物种在其分布范围内逐一个物种在其分布范围内逐 渐分化成两个或两个以上的物种渐分化成两个或两个以上的物种（地理隔离（地理隔离 的结果）的结果）。AAABB时时

40、 间间进进 化化 改改 变变继承式物种形成继承式物种形成分化式物种形成分化式物种形成 骤变式物种形成：骤变式物种形成：物种可迅变形成，包物种可迅变形成，包括括同域和异域迅变，其特点是少数个体通过生境同域和异域迅变，其特点是少数个体通过生境隔离和迅变，可在短时期形成新种，一般无中隔离和迅变，可在短时期形成新种，一般无中间过渡类型。间过渡类型。 代表理论：代表理论：点断平衡论点断平衡论， 由美国学者格兰特由美国学者格兰特(Grant(Grant，1963)1963)提出，即提出，即大多数物种的形成是在地质历史上可忽略不计大多数物种的形成是在地质历史上可忽略不计的短暂时间内，通过迅变形成新的物种，物

41、种的短暂时间内，通过迅变形成新的物种，物种形成后保持长期稳定，而在选择作用下缓慢的形成后保持长期稳定，而在选择作用下缓慢的变异。变异。 渐变形成的变异量很小，突变是形成物种渐变形成的变异量很小，突变是形成物种的主流。的主流。三、生物演化的基本规律三、生物演化的基本规律演化：演化：研究生物发展历史和演变规律的科学研究生物发展历史和演变规律的科学 生物演化可分为生物演化可分为微演化微演化和和宏演化宏演化微演化（微演化（microevolution）：）：研究种以下的演化，研究种以下的演化， 属现代生物学研究范畴属现代生物学研究范畴宏演化（宏演化（macroevolution）：）：研究种以上分类单

42、研究种以上分类单 元的演化，属古生物学研究范畴元的演化，属古生物学研究范畴（一）（一） 演化的方式：演化的方式：1. 复化式进化（全面进化、上升进化）复化式进化（全面进化、上升进化） 生物体的形态构造、生理机能由简单到复杂、生物体的形态构造、生理机能由简单到复杂、由低等到高等的全面演化过程。由低等到高等的全面演化过程。2. 分化式演化（特异适应）：分化式演化（特异适应）： 生物对不同环境的适应所呈现多方面的分化，生物对不同环境的适应所呈现多方面的分化，演化水平属同一等级，在形态、生理功能等方面演化水平属同一等级，在形态、生理功能等方面并未普遍提高。包括趋异与辐射、趋同和并行演并未普遍提高。包括

43、趋异与辐射、趋同和并行演化化2. 分化式演化：分化式演化：（1）趋异与辐射：）趋异与辐射： 由一个共同的由一个共同的祖先适应于不同环祖先适应于不同环境，向不同方向的境，向不同方向的过程称过程称趋异趋异。如趋。如趋异在短时间内呈辐异在短时间内呈辐射状多方向发展以射状多方向发展以适应不同环境条件适应不同环境条件则称为则称为辐射辐射。霸王龙翼龙 鱼龙马门溪龙恐龙2. 分化式演化：分化式演化：（2）趋同：）趋同： 指亲缘关系较指亲缘关系较远的不同生物，由远的不同生物，由于长期处于相同的于长期处于相同的生活环境呈现形态生活环境呈现形态特征上的相似。特征上的相似。 不同生物外形不同生物外形上的相似。上的相

44、似。2. 分化式演化：分化式演化：（3）平）平(并并)行演化：行演化： 指两个来自共指两个来自共同祖先的类群，由同祖先的类群，由于生活在不同环境于生活在不同环境而产生分歧（趋而产生分歧（趋异），后来又因为异），后来又因为生活在相似的环境生活在相似的环境下而产生的并行相下而产生的并行相似适应性状。似适应性状。（一）（一） 演化的方式：演化的方式：3. 特化：特化：生物经辐射适应对某一特定环境具有高生物经辐射适应对某一特定环境具有高 度的适应能力，部分器官特别发达，某度的适应能力，部分器官特别发达，某 些部分则明显退化。些部分则明显退化。 如现代马的单趾是特化的产物如现代马的单趾是特化的产物4.退

45、化：退化：生物的身体结构由复杂变为简单为更适应生物的身体结构由复杂变为简单为更适应 特定的生活环境的演化。表现为生物的大特定的生活环境的演化。表现为生物的大 多数器官退化，只个别器官发达，是寄多数器官退化，只个别器官发达，是寄 生和固着生活方式的一种适应。生和固着生活方式的一种适应。 如寄生于人体内的蛔虫，各种器官退如寄生于人体内的蛔虫，各种器官退 化，只有生殖系统发达。化，只有生殖系统发达。（二）（二） 演化的一般规律：演化的一般规律： 演化的不可逆性：演化的不可逆性：生物在发展演化的过程中生物在发展演化的过程中不能简单地重复过去。即生物的器官及其它不能简单地重复过去。即生物的器官及其它 特

46、征在发展过程中已经消失则不能再生；特征在发展过程中已经消失则不能再生； 已经绝灭的生物不能再出现。已经绝灭的生物不能再出现。2. 相关律：相关律：某种器官的构造发生变异，必然会某种器官的构造发生变异，必然会引起其它器官相应随之变化。引起其它器官相应随之变化。（二）（二） 演化的一般规律：演化的一般规律：3. 个体发育、系统发育、重演律、异时发育：个体发育、系统发育、重演律、异时发育：（1）个体发育：）个体发育：生物个体自生命开始到死亡的整生物个体自生命开始到死亡的整 个发育过程。个发育过程。（2）系统发育：）系统发育：是指生物种族的发展史，可指一是指生物种族的发展史，可指一 个类群形成的历史，

47、也可指生命个类群形成的历史，也可指生命 自起源以后至今的整个过程。自起源以后至今的整个过程。（3）重演律：）重演律：个体发育是系统发育的简单重演。个体发育是系统发育的简单重演。（4）异时发育：）异时发育：在个体发育中，祖先特征在出现在个体发育中，祖先特征在出现 时间或发育速率方面发生的变化。时间或发育速率方面发生的变化。（）动物分类系统（）动物分类系统 四、绝灭四、绝灭 1. 绝灭的概念绝灭的概念 任何物种的命运：任何物种的命运： 线系长期延续线系长期延续, 低速进化低速进化-“活化石活化石” 线系延续线系延续 进化为新时间种进化为新时间种 分支成新种分支成新种 线系终止线系终止 绝灭绝灭 绝灭：绝灭：某类生物完全消失，未留下后裔某类生物完全消失，未留下后裔 2. 绝灭类型：绝灭类型： （1）常规绝灭：）常规绝灭：正常的老种与新种交替正常的老种与新种交替 （2）集群绝灭：）集群绝灭：非正常的大规模绝灭非正常的大规模绝灭 如白垩纪末期的集群绝灭如白垩纪末期的集群绝灭 集群绝灭与而后大规模辐射适应构成集群绝灭与而后大规模辐射适应构成地球