生物的起源与进化 多细胞生物的进化

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4. 五界说 • 1969年,惠特克 (Whittaker) 提出五界系统:植 物界、动物界、真菌界、原生生物界和原核生物 界 (Kingdom Monera)。
(R. H. Whittaker)
• 三原界系统 1978年,Whittaker和Margulis提出三原界学说 ① 古细菌原界 (Archaebacteria) 产甲烷菌、极端嗜盐、嗜酸和嗜热细菌 ② 真细菌原界 (Eubacteria) 除古细菌之外的所有原核生物 ③ 真核生物原界 (Eucaryotes) 原生生物、真菌、动物、植物
云南省澄江县帽天山
布尔吉斯动物群(加拿大)
• 1909年8月,美国著名的古生物学家、美国史密森 协会主席维尔卡特带领全家到加拿大落基山脉的 布尔吉斯山旅行。 • 在回来的路上,他的夫人骑的马被一块石头绊倒。 当他捡起这块石头查看时惊奇地发现,这是他从 未见过的一种动物化石。这只动物从头部伸出两 对触角,身体多节。维尔卡特用他的一位朋友的 名字将它命名为“马尔三叶形虫”。
6.3 无脊椎动物的进化 • 距今10亿至4.4亿年前,寒武纪到志留纪。 • 在此阶段,原始海洋覆盖着地球,所以原始海洋 是无脊椎动物演化的主要场所。 • 无脊椎动物的进化:从无壳到小壳,从小壳到大 壳
• 原生动物 (放射虫)
• 多孔动物(硅质海绵)
硅质六射海绵化石图
• 腕足动物(海豆芽)
海豆芽
埃迪卡拉化石动物群 (澳大利亚)
• 1947年,在澳大利亚南部的埃迪卡拉地区,发现 了一些圆形的像水母样的印痕化石。 • 经过测定,埃迪卡拉动物群生存的年代为距今5.6 亿 — 6亿年前。 • 在1974年召开的国际地质科学联合会巴黎会议上, 一致肯定埃迪卡拉动物群为前寒武纪晚期,这是 目前已发现的地球上最古老的后生动物化石群之 一。 • 埃迪卡拉动物群的发现和研究,大大地促进了前 寒武纪古生物学的发展。
原始细菌及兰绿藻
20亿年前的叠藻层 (蓝藻类)
刺球果藻 (Acanthochonia)
6.2.2 蕨类植物 距今4.4亿年的泥盆纪中期到距今2.5亿年前的二叠 纪早期,地球上以蕨类植物为主。 • 陆生植物:根、茎、叶的分化;维管系统;但受 精作用离不开水环境。 • 分为三个小的阶段 早期:裸蕨 中期:石松、楔叶植物 晚期:厚叶蕨、种子蕨
二叉状 分枝
无叶 假根
志留纪晚期的光蕨
志留纪晚期的 顶囊蕨(Cooksonia)
志留纪的中晚期 — 泥盆纪早期植被
泥盆纪後 期原裸子 植物古羊 齿
古羊齿(Archaeopteris)
石炭纪的沼泽地林
栉羊齿(Pecoteris)
6.2.3 裸子植物:距今2.25亿年前的晚二叠纪到1亿年 前的早白垩纪,为期1.25亿年。 • 最大变化是配子体寄生于孢子体上,形成了裸露 的种子(没有果皮包被,没有花和果实),并在发 展过程中产生花粉管,受精作用不再受外界限制。
(最早的爬行类)
• 恐龙出现于三叠纪中期,灭绝于白垩纪末 • 美国物理学家阿尔瓦雷斯,1979 6500万年前,小行星撞击地球导致恐龙突然灭绝。 (新灾变论)
三角龙(Triceratops) 雷巴琪龙(Rebbachisaurus)
似棘龙(Parasaurolophus)
阿凡达伊卡兰翼龙
• 2009年,3D科幻电影 《阿凡达》潘多拉星球的 飞行翼兽伊卡兰 • 2014年, 辽西建昌和凌源 距今约1.2亿年的热河生物 群中发现了一类新的翼龙类 阿凡达伊卡兰翼龙头部复原图
苏铁
活化石 银杏
巨杉 世界爷(Sequoiadendron)
红杉(Sequoia)
松型球果(Pityostrobus)
威氏苏铁(Williamsonia)
6.2.4 被子植物:早白垩纪出现,晚白垩纪开始繁盛 更能适应陆地生活:双受精作用、新胚乳的出现, 增强了胚的发育能力;胚珠由两层珠被保护其渡 过干旱;种子有果皮包被,有花和果实。 • 乔木阶段:距今7千万年,白垩纪到始新世。 • 灌木和草本阶段:距今4千万年,渐新世到第三纪 中期。 • 杂交阶段:距今2千万年左右,第三纪后期。 • 多倍体阶段:距今300万年的第四纪,出现多次冰 期。
从4亿多年前的志留纪中晚期到现在,是脊椎动 物时代。
• 早期的脊索动物 脊椎动物亚门 半索亚门 尾索亚门 头索亚门
早期脊索动物进化树
• 鱼类:距今约4.4亿 — 4亿年,早志留纪到 泥盆纪 • 棘鱼类→盾皮鱼类→软骨鱼类→硬骨鱼类 (原始鱼类) (鲨鱼、鳐鱼)
• 鱼类 (无颌类) 时代
拟蟹鲎(hòu)
• 布尔吉斯页岩生物群的生活时代大约在中寒武纪 (距今5.05亿年),也就是我们常说的寒武纪生命大 爆发时期。 • 在此期间,大量动物种群在较短时期内 (也许仅 几百万年内) 突然出现,几乎现在所有的生物种 类都可以在这里找到自己的祖先。 • 布尔吉斯页岩生物群成为寒武纪生命大爆发的重 要证据。
6.4 脊椎动物的进化
节肢动物(三叶虫、蜘蛛)
蜘蛛化石
不同形态的三叶虫
“四不象”类群(古杯类、层孔类及笔石等)
棒状双孔层孔虫 古杯动物 笔石
棘皮动物(海百合、海参)
我国最早的始海百合化石
海参
软体动物(螺类、蚌类及乌贼等)
大花鼠寶螺
萌芽杓蛤
斑氏爪乌贼
柏氏四盘耳乌贼
• • • •
淮南生物群 埃迪卡拉化石动物群(澳大利亚) 澄江化石动物群(云南) 布尔吉斯动物群(加拿大)
真细菌
古细菌
三域系统 Carl Woese, 1990
中国学者对生物分界的意见
• 根据营养方式进行分类
邓淑群 (1966) 提出分为三界:植物界 (光合自养), 动物界 (摄食营养),真菌界 (吸收营养)
• 提出建立病毒界
胡先啸 (1965), 陈世骧 (1979), 王大铝(1977)
A five-kingdom system(五界系统)
始祖鸟化石
• 与鸟类相似的特征:① 具羽毛;② 有翼;③ 骨 盆为“开放式”;④ 后足具四趾,三前一后;⑤ 具“V”形锁骨等。 • 但它又具有类似爬行类的特征:① 上下颌具牙齿, 上颌13枚,下颌11枚;② 有一个18 ~ 21个分离的 尾椎骨构成的长尾;③ 前肢具3枚分离的掌骨和 指骨,指端具爪;④ 肋骨无钩状突;⑤ 腿和头部 具爬行类的鳞等 • 但始祖鸟不是现代鸟类的直接祖先,只是进化的 一个侧枝
原生生物
变形虫
草履虫
真细菌
原核生物
古细菌
生物的进化图示
6.2 多细胞植物的进化
6.2.1 藻类植物时代
距今19亿年前寒武纪到距今4.4亿年的泥盆纪。
• 藻类植物在进化上属低等植物,生活在水中,结 构简单,没有根、茎、叶的分化,配子体比孢子 体发达。
• 原核藻类 最早出现的藻类是单细胞蓝藻 • 真核藻类 多细胞藻类植物 大型藻类植物
• 两栖类的起源
• 最古老的两栖类化石 是鱼石螈
• 形态上是鱼类和两栖
类之间的过渡类型
• 鱼石螈可能是两栖动
物的祖先
• 爬行类:距今2亿7千万年到1亿3千万年,石炭纪
末至白垩纪。中生代为爬行类的时代。 • 真正的陆生动物:具有羊膜卵、体内受精、具有 干燥的皮肤、用肺呼吸、脊柱分化明显、大脑结 构进一步发展、感觉器官功能加强。
电影《阿凡达》剧照
阿凡达伊卡兰翼龙生态复原图
• 恐龙繁盛,原始鸟类出现
双兽(Amblotherium) 同龙(Homesaurus)
鲸龙(Cetiosaurus)
• 鸟类:是从爬行类分化出来的,具有恒温并能适
应飞翔生活的一支动物类群。
• 鸟类的起源:
恐龙起源说(主流学派) 证据:化石、分支系统学、比较解剖学 鸟类是从兽脚类恐龙的一支 —— 小型个体的恐 龙演变而来的。
澄江化石动物群
• 1984年7月在云南澄江县帽天山发现了澄江动物化 石群,其时代为寒武纪早期,距今约5.3亿年前。 • 通过对澄江动物群化石的发现和研究,揭示了寒 武纪物种大爆发的整体轮廓,证实几乎所有动物 的祖先都曾经站在同一起跑线上。将脊椎动物地 质年代推前到寒武纪早期,被誉为“人类重塑地 球生命史的一项惊人成就”。 • 这一发现在很大程度上说明,生物的进化并非总 是渐进的,而是渐进与跃进并存的过程。 • 被国际上誉为“20世纪最惊人的科学发现之一”
Animalia
A three-domain system(三个总界)
细菌原 界 古细菌原 界 真核生物原界
五界系统与其他分类系统的比较
真菌
子囊菌
植物
双子叶植物
动物
节肢动物
脊椎动物
单子叶植物 环节动物 裸子植物 担子菌 苔藓 绿藻 接合菌 粘液菌 褐藻 软体动物 线虫 扁形动物
原口动物 棘皮动物
红藻 原始脊索动物 海绵体 鞭毛虫
始祖鸟 (Archaeopteryx)
始祖鸟之所以如此著名,是因为其化石保存了精美的羽毛, 这恰是索伦霍芬石灰岩的独到之处,它具有把软组织保存下来 的地质魔力。
远在晚侏罗纪,索伦霍芬地处热带,是一片被礁石包围的 浅水湖,周围散布着泥滩平地。它的北部是如今德国中部陆地, 南部则是辽阔的特提斯海 (古地中海)。 这片脱离海岸的沙洲与海岸间的湖和大海几乎没有交流, 所以数千万年以来,湖底慢慢沉积了细腻的泥浆,湖水盐分也 日益增大,生命难以驻足。 一旦某种动物的尸体被风暴或者溢流的海水冲到湖里,就 会沉到含氧量极低的湖底,泥浆将尸体密封,保护它不会进一 步腐朽毁坏,随后矿物质逐渐渗入并取而代之成为化石,细腻 如脂的碳酸盐基质保存了其中极为细致的构造。迄今为止,在 索伦霍芬发现的动物化石已有400 ~ 500种,其中多数动物是海 生有用的,如鱼类、甲壳动物,此外还有一些生存在近岸地区 的昆虫、恐龙、翼龙等。
(Paracarcinosoma)
• 鱼类 (有颌类) 时代
鳍甲鱼
源自文库
手棘鱼
沟鳞鱼
(Pteraspis)
(Cheiracanthus)
(Bothriolepis)
• 两栖类:距今3.55亿年 — 2.95亿年前,从泥盆纪 末期到石炭纪末期 • 两栖类的主要特征:水陆两栖 幼年个体在水中生活,用鳃呼吸;成年个体多生 活在陆地上,用肺呼吸。但其产卵和孵化仍需在 水中,因此,两栖类的登陆尚不完全。 • 两栖类适应陆地生活的3个条件 有肺,可以在空气中呼吸; 有四肢,可在陆地上支撑身体和运动; 有适应陆地、防止水分蒸发的方法。
原核生物界 Monera 原生生物界 Protista 植物界 Plantae 真菌界 Fungi 动物界 Animalia
A six-kingdom system(六界系统)
真细菌界
Eubacteria
古细菌界
Archaea~
原生生物界 植物界 真菌界
Protista Plantae Fungi
动物界
2. 三界说----植物界、动物界和原生生物界 • 德国生物学家 海克尔(Haeckel)等, 1866年 • 提出三界系统:植物界、动物界、原生生物界 (Kingdom protista)。 • 原生生物界:包括所有单细胞生物,有原核生物、 原生动物、硅藻、粘菌和海绵等。
3. 四界说 • 1938年,科普兰 (Copeland) 提出四界分类系统: 植物界、动物界、原始生物界、菌界。菌界包括 细菌和蓝藻。
中华龙鸟(Sinosauropteryx) • 中华龙鸟 (南京地质古 生物研究所的正模标本)
• 鸟纲 ① 古鸟亚纲(Archaeornithes)----始祖鸟类,出自 侏罗纪地层,距今1亿8千万年 ② 今鸟亚纲(Neornithes)----白垩纪开始出现,距 今1亿3千万年
• 迄今为止,始祖鸟 (Archaeopteryx) 仍是最原始、 最古老的古鸟类,也是鸟类与恐龙相互连接之锁 链中极为关键的一环。 • 现知的始祖鸟标本全部发现于德国巴伐利亚州的 索伦霍芬周边的上侏罗统索伦霍芬石灰岩层中。 • 索伦霍芬----任何一个略识古生物学的人都不会对 其感到陌生,这绝然是一个享誉全球的古生物化 石圣地。
6 多细胞生物的进化
6.1 生物的分界 1. 两界说----植物界和动物界 1735年,瑞典博物学家 林奈 (Carolus Linnaeus) 在《自然系统》《Systema Nature》中 把生物分为两类,即植物界 (Kingdom plant)和 动物界 (Kingdom animal)。
拟桦(Betulites)
白垩纪的花化石
白垩纪前期的亚热带植物
• 研究被子植物的系统演化,首先要确定被 子植物的原始类型和进步类型。
• 恩格勒学派:葇荑学派、假花学说 • 毛茛学派:真花学说、
多细胞动物的进化
• 多细胞动物即原生动 物以外的动物,也称 后生动物
• 包括无脊椎动物和脊 椎动物两大部分。
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