生物发展史
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第四章 生物发展史
20万年 2亿年 4.4亿 年 8亿年
46亿年
40亿年
35亿年
21亿年 30亿年
一、化石和地质年代的划分
（一）化石
1、什么是化石？
经过自然界的作用保存于地层中的古生物遗体、遗物和它 们生活的遗迹。 从时间上看，必须是从全新世(1万年)之前的地层中挖掘出 的才可称之为化石。 根据地层形成的规律，埋藏越深的化石，生物出现的年代越 早。因此不同时代的化石为我们提供了一个生物进化过程的时 间表，好像一部生物历史书，记载了生物界的系统发展概况， 为生物进化提供了直接证据。
②模铸化石：生物体在底层或围岩中留下的各种印模和复铸物 印痕化石：生物体陷落在底层，留下了印迹，其遗体常常被 破坏，但印迹保留了其特点。
植物的根、茎பைடு நூலகம்叶、花和果实以及动物的触须、附肢、羽毛和鳞
片等的形状
印模化石：生物体的坚硬部分，最初完整地保存在围岩中， 后来生物体被地下水溶解，留下的空洞四壁印上 生物体的外形，为外模，保留壳瓣内部模样的印 模，称“内模”。
如贝壳
③遗物化石：古代动物的粪便、卵（蛋）、植物的汁液及人 类祖先使用过的石器、骨器和装饰品等。
④遗迹化石：古代动物活动时留下的痕迹。如恐龙的足迹。 遗迹化石对了解古生 物的体重、大小及行为、运 动速度等有重要的科学价值。 例如，根据脚步之间的跨度， 就可以推算出该种动物的运 动速度；根据脚印的深浅可 推算它的体重。
（2）按化石的大小
①大 化 石：用眼睛或借助放大镜
②微体化石：光镜
如有孔虫、放射虫、细胞、孢子及花粉等的化石。
③超微化石：<25μm、电镜
主要是指超微浮游生物。这类微生物形体极小、数量 很多，分布也很广，不论在前寒武纪的古老岩层中还是 最近的沉积岩层中均可找到，它对研究前寒武纪地层及 不含大化石的地层很有价值，也可用于对古环境的探索。
（3）按化石的作用
①标准化石：种类分布广，生 存时限短，仅保存在某一地 质年代的化石. “纺锤虫” 最初出现于石炭纪早期，至二 叠纪末期绝灭。是详细划分石炭纪和二叠 纪地层的标准化石之一。 四射珊瑚开始出现于中奥陶世，绝灭于二叠 纪；泥盆纪、石炭纪最为繁盛。
②指相化石：说明地层沉积 环境的化石.
3、化石形成的条件和影响其形成的因素
（1）生物死亡种群的大小
生物死亡种群越大，即生物的密度越大，形成化 石的机会就越多。例如，鱼类是脊椎动物中数量和种 类最多的一个类群，死亡种群的数量当然就大，所以, 鱼类的化石就比其他脊椎动物的化石多。
（2）生物体组成部分的坚硬程度
生物体组成部分中比较坚硬的部分都容易形成化石， 如骨骼、介壳、牙齿、角、树干、孢子及花粉等。生物 体的软组织，如皮肤、肌肉、内脏器官及植物的果实， 因易腐烂消失而不易形成化石。
如我国著名的孔子鸟化石就是 在火山灰形成的致密岩层中发 现的。如果在其他环境里，鸟 类细弱的骨骸则不易保存下来。
（5）石化的程度和速度
石化过程包括物理作用和化学作用两个方面，物理作用 指的是生物体的外形印烙在岩层上或是壳体、骨骸等空隙被 泥砂或其他矿物质所填充使之变硬的过程。 化学作用是化学溶液对古 生物硬体部分的作用过程，即 碳酸钙、二氧化硅和黄铁矿等 溶液，其中矿物质成分不断与 生物体物质进行化学置换，生 物体的有机成分逐渐被矿物成 分所取代。如 “硅化木”
2、化石的种类
（1）按保存的特点
化石常按保存的特点分为遗体化石、模铸化石、遗物化石和 遗迹化石。 ①遗体化石 :保存在岩层中的古生物遗体，如动物的骨骼化 石、植物的茎秆等。
变质化石指遗体化石中的生物成分已被矿物质填充取代，发 生石化现象。一般化石越古老，石化程度就越深，如 硅化木。 不变质化石指古生物遗体被完好地保存于地层中，如 1900年 在西伯利亚地区，列索夫卡河岸边冻土中发现的，距 今39000年前的猛犸和披毛犀，肌肉仍然新鲜可食。 又如琥珀中的昆虫等。
2、地质年代的测定 （1）相对地质年龄的测定
据标准化石
（2）绝对地质年龄的测定
铀-钍-铅法：铀235半衰期是4.5亿年; 钾-氩法：钾40的半衰期是13亿年 铷-锶法：铷82的半衰期将近50亿年
钍232半衰期是13亿年
放射性碳法：C14的半衰期为5730年
古地磁法：测定原生剩余磁性 电子回旋共振法
（3）生物尸体被掩埋的速度
只有当生物死后其尸体被某种沉积作用迅速掩埋，才 有可能保存为化石。生物尸体如果较长时间暴露空气中， 很容易遭受氧化分解。如生物突然被泥石流掩埋，就有可 能保存为化石。凡生物繁盛而地质沉积作用急剧进行的地 区，一般化石就较多。
（4）掩埋的环境
生物的尸体被掩埋在一个致 密的环境介质中则容易形成化石 而保留下来。在疏松、多孔隙的 环境里易遭氧化破坏.
如贝类化石可指相为水。
③标记物化石（化学化石）指古代生物大分子留下的降解产物. 植烷为叶绿素的分解产物，植烷的出现，表明已有光合作 用的发生。因此对标记物化石进行分离、鉴定，可确定生物的 存在和属性。
化石研究的意义
为研究生物进化提供直接证据 了解古代生物的生活习性 根据化石生物种类的组合情况可以恢复古环境 对判断地层的形成年代也能提供直接证据 可以为人类寻找矿藏提供必要依据
地质年代的划分
地质年代 代 纪 世 期
地层称谓 界 系 统 层
古生代 泥盆纪 法门期
新生代 第三纪 始新世
地球地质年代的 划分
◇ 冥古代（46-38亿年前）
◇ 太古代（38-25亿年前） ◇ 元古代（25-5.7亿年前） ◇ 古生代 ◆ 寒武纪（5.7亿年前） ◆ 奥陶纪（5亿年前） ◆ 志留纪（4.4亿年前） ◆ 泥盆纪（4.1亿年前） ◆ 石炭纪（3.6亿年前） ◆ 二叠纪（2.9亿年前）
◇ 中生代
◆ 三叠纪（2.5亿年前） ◆ 侏罗纪（2.1亿年前）
◆ 白垩纪（1.5亿年前）
◇ 新生代 ◆ 第三纪（6600万年前）
◎古新世 ◎始新世 ◎渐新世 ◎中新世 ◎上新世
◆ 第四纪（200万年前）
◎更新世 ◎全新世
二、生物界系统发展概况
冥古代 (46-38亿年前)
地球形成最初 的永久地壳，大 气圈、海水开始 形成。 在冥古代初期，地球上尚无生命出现。生命元素，如 C，H，O，N等在强烈的宇宙射线、雷电轰击下首先形 成简单有机分子，后发展为复杂有机分子，再形成准生 命的多分子体系，进而进化成原始生命。
20万年 2亿年 4.4亿 年 8亿年
46亿年
40亿年
35亿年
21亿年 30亿年
一、化石和地质年代的划分
（一）化石
1、什么是化石？
经过自然界的作用保存于地层中的古生物遗体、遗物和它 们生活的遗迹。 从时间上看，必须是从全新世(1万年)之前的地层中挖掘出 的才可称之为化石。 根据地层形成的规律，埋藏越深的化石，生物出现的年代越 早。因此不同时代的化石为我们提供了一个生物进化过程的时 间表，好像一部生物历史书，记载了生物界的系统发展概况， 为生物进化提供了直接证据。
②模铸化石：生物体在底层或围岩中留下的各种印模和复铸物 印痕化石：生物体陷落在底层，留下了印迹，其遗体常常被 破坏，但印迹保留了其特点。
植物的根、茎பைடு நூலகம்叶、花和果实以及动物的触须、附肢、羽毛和鳞
片等的形状
印模化石：生物体的坚硬部分，最初完整地保存在围岩中， 后来生物体被地下水溶解，留下的空洞四壁印上 生物体的外形，为外模，保留壳瓣内部模样的印 模，称“内模”。
如贝壳
③遗物化石：古代动物的粪便、卵（蛋）、植物的汁液及人 类祖先使用过的石器、骨器和装饰品等。
④遗迹化石：古代动物活动时留下的痕迹。如恐龙的足迹。 遗迹化石对了解古生 物的体重、大小及行为、运 动速度等有重要的科学价值。 例如，根据脚步之间的跨度， 就可以推算出该种动物的运 动速度；根据脚印的深浅可 推算它的体重。
（2）按化石的大小
①大 化 石：用眼睛或借助放大镜
②微体化石：光镜
如有孔虫、放射虫、细胞、孢子及花粉等的化石。
③超微化石：<25μm、电镜
主要是指超微浮游生物。这类微生物形体极小、数量 很多，分布也很广，不论在前寒武纪的古老岩层中还是 最近的沉积岩层中均可找到，它对研究前寒武纪地层及 不含大化石的地层很有价值，也可用于对古环境的探索。
（3）按化石的作用
①标准化石：种类分布广，生 存时限短，仅保存在某一地 质年代的化石. “纺锤虫” 最初出现于石炭纪早期，至二 叠纪末期绝灭。是详细划分石炭纪和二叠 纪地层的标准化石之一。 四射珊瑚开始出现于中奥陶世，绝灭于二叠 纪；泥盆纪、石炭纪最为繁盛。
②指相化石：说明地层沉积 环境的化石.
3、化石形成的条件和影响其形成的因素
（1）生物死亡种群的大小
生物死亡种群越大，即生物的密度越大，形成化 石的机会就越多。例如，鱼类是脊椎动物中数量和种 类最多的一个类群，死亡种群的数量当然就大，所以, 鱼类的化石就比其他脊椎动物的化石多。
（2）生物体组成部分的坚硬程度
生物体组成部分中比较坚硬的部分都容易形成化石， 如骨骼、介壳、牙齿、角、树干、孢子及花粉等。生物 体的软组织，如皮肤、肌肉、内脏器官及植物的果实， 因易腐烂消失而不易形成化石。
如我国著名的孔子鸟化石就是 在火山灰形成的致密岩层中发 现的。如果在其他环境里，鸟 类细弱的骨骸则不易保存下来。
（5）石化的程度和速度
石化过程包括物理作用和化学作用两个方面，物理作用 指的是生物体的外形印烙在岩层上或是壳体、骨骸等空隙被 泥砂或其他矿物质所填充使之变硬的过程。 化学作用是化学溶液对古 生物硬体部分的作用过程，即 碳酸钙、二氧化硅和黄铁矿等 溶液，其中矿物质成分不断与 生物体物质进行化学置换，生 物体的有机成分逐渐被矿物成 分所取代。如 “硅化木”
2、化石的种类
（1）按保存的特点
化石常按保存的特点分为遗体化石、模铸化石、遗物化石和 遗迹化石。 ①遗体化石 :保存在岩层中的古生物遗体，如动物的骨骼化 石、植物的茎秆等。
变质化石指遗体化石中的生物成分已被矿物质填充取代，发 生石化现象。一般化石越古老，石化程度就越深，如 硅化木。 不变质化石指古生物遗体被完好地保存于地层中，如 1900年 在西伯利亚地区，列索夫卡河岸边冻土中发现的，距 今39000年前的猛犸和披毛犀，肌肉仍然新鲜可食。 又如琥珀中的昆虫等。
2、地质年代的测定 （1）相对地质年龄的测定
据标准化石
（2）绝对地质年龄的测定
铀-钍-铅法：铀235半衰期是4.5亿年; 钾-氩法：钾40的半衰期是13亿年 铷-锶法：铷82的半衰期将近50亿年
钍232半衰期是13亿年
放射性碳法：C14的半衰期为5730年
古地磁法：测定原生剩余磁性 电子回旋共振法
（3）生物尸体被掩埋的速度
只有当生物死后其尸体被某种沉积作用迅速掩埋，才 有可能保存为化石。生物尸体如果较长时间暴露空气中， 很容易遭受氧化分解。如生物突然被泥石流掩埋，就有可 能保存为化石。凡生物繁盛而地质沉积作用急剧进行的地 区，一般化石就较多。
（4）掩埋的环境
生物的尸体被掩埋在一个致 密的环境介质中则容易形成化石 而保留下来。在疏松、多孔隙的 环境里易遭氧化破坏.
如贝类化石可指相为水。
③标记物化石（化学化石）指古代生物大分子留下的降解产物. 植烷为叶绿素的分解产物，植烷的出现，表明已有光合作 用的发生。因此对标记物化石进行分离、鉴定，可确定生物的 存在和属性。
化石研究的意义
为研究生物进化提供直接证据 了解古代生物的生活习性 根据化石生物种类的组合情况可以恢复古环境 对判断地层的形成年代也能提供直接证据 可以为人类寻找矿藏提供必要依据
地质年代的划分
地质年代 代 纪 世 期
地层称谓 界 系 统 层
古生代 泥盆纪 法门期
新生代 第三纪 始新世
地球地质年代的 划分
◇ 冥古代（46-38亿年前）
◇ 太古代（38-25亿年前） ◇ 元古代（25-5.7亿年前） ◇ 古生代 ◆ 寒武纪（5.7亿年前） ◆ 奥陶纪（5亿年前） ◆ 志留纪（4.4亿年前） ◆ 泥盆纪（4.1亿年前） ◆ 石炭纪（3.6亿年前） ◆ 二叠纪（2.9亿年前）
◇ 中生代
◆ 三叠纪（2.5亿年前） ◆ 侏罗纪（2.1亿年前）
◆ 白垩纪（1.5亿年前）
◇ 新生代 ◆ 第三纪（6600万年前）
◎古新世 ◎始新世 ◎渐新世 ◎中新世 ◎上新世
◆ 第四纪（200万年前）
◎更新世 ◎全新世
二、生物界系统发展概况
冥古代 (46-38亿年前)
地球形成最初 的永久地壳，大 气圈、海水开始 形成。 在冥古代初期，地球上尚无生命出现。生命元素，如 C，H，O，N等在强烈的宇宙射线、雷电轰击下首先形 成简单有机分子，后发展为复杂有机分子，再形成准生 命的多分子体系，进而进化成原始生命。