7 8 9 10 第四章 古生物学及主要化石门类

七、生命起源与生物演化
地球化学证据表明，化学进化大约发生在太古宙早 期，距今3500—3900Ma年前，—般认为，化学进化可 分为4 个层次：
（1）无机分子的生成(NH4、H2O、CH4、CO、CO2、NO)
（2）生物小分子的合成(氨基酸、嘌呤、嘧啶、糖、单 核苷酸、ATP等高能化合物、脂类等)
（3）生物大分子的合成(多肽、多聚核苷酸)
（4）原始细胞的出现 地球上的生命从无到有，从简单的原核单细胞到 真核单细胞生物到复杂的真核多细胞生物，经历了一 个漫长的进化过成。
贵州瓮安陡山沱组磷块岩中的化石
1、种的形成和成种作用

在生物进化中，变异是一种创造性因素，遗 传是一种稳定性因素；
自然选择是一个历史过程，需要较长的时间 （地质时代），通过遗传把对生存有利的变 异一代一代地积累起来；
2、模铸化石
(4) 铸型化石(cast)：
贝壳在沉积物中已形成外模及内核后,壳质又全被溶解, 壳 空间被另一种矿质充填,就形成铸型.它与外核的区别在于 内部还含有一个内核.
3、遗迹化石
指保存在岩层中的生物生活、活动的遗迹和遗物， 如觅食迹、足迹、爬迹、脚印、蛋和粪化石等
4、化学化石
生物有机成分经分解后形成的物质仍可保存在地层中， 如氨基酸,脂肪酸等,能未经变化或轻微变化地保存在各时代 岩层中，这些生物标志化合物称为化学化石和分子化石. 研究化学化石对探讨地史中生命的起源,阐明生物发展演 变历史具有特别重要的意义.
一排小孔称列孔,介于列孔之间各旋向的堆积物则称
拟旋脊.有的类别在初房两侧沿"中轴"方向布有钙质 物质称轴积.
3.2 蜓壳的形状
蜓壳形状多样,按长宽比分为三种: 长轴形: 壳长大于壳宽,如纺缍形壳. 等轴形: 壳长等于壳宽,如球形壳. 短轴形: 壳长小于壳宽,如透镜形壳.
3.3 旋壁的构造
蜓壳旋壁的分层构造复杂,是划分属种的重要依据 之一。包括: 致密层 为一层薄而紧密的黑色物质,显微镜下不 透光,所有蜓类都有此层. 透明层 位于致密层之下,无色较透明,在较低级 的蜓类有此层. 疏松层 疏松而不均一的灰黑色物质,位于致密层 上,下方,分别称为外疏松层及内疏松层 蜂巢层 位于致密层的下方,在切面中呈纤维状.

八、海洋生物的生活方式
1）浮游生物：没有真正的游泳器官，常随 波逐流，被动的漂在水中。可分为浮游植 物和浮游动物。身体一般辐射对称。 2）游泳生物：具有游泳器官，能主动游泳， 身体多呈流线型、两侧对称捕食和感觉器 官发达。 3）底栖生物
第二节 无脊椎动物化石门类
一、原生动物门 二、腔肠动物门 三、软体动物门 四、节肢动物门 五、腕足动物门 六、笔石动物门
适应与特化

适应：在长期的演化过程中，由于自然 选择的结果，生物在形态结构及生理机 能上，与其生存环境取得良好协调一 特化：生物对某种生活条件特殊适应的 结果。它们在形态和生理上发生局部变 异，但其整个身体的组织结构和代谢水 平并无变化

适应辐射与趋同
适应辐射：生物进化过程中，由于适应 不同的生态条件或地理条件而发生高度 分化 ������ 适应趋同：亲缘关系疏远的生物，由于 适应相似的生活环境而在形体上变得相 似

指生物遗体坚硬 部分(如贝壳等) 的表面在围岩表 面和内部充填 物上印压的模.• 可分外模和内模. 它们分别反映原 来生物硬体的外 表和内部形态及 构造特征.其上 的纹饰构造与原 物表面凹凸相反.
2、模铸化石
(3) 核化石(core)：
核化石含有整体之意,能反映生物形态,大小,纹饰等特征.
贝壳内的泥砂充填物称为内核,表面就是内模. 当贝壳溶解后,其空间及内部空间再被泥砂所充填,则形成外核. 外核表面的形状是由外模反印出来的.
2.埋藏条件
生物死后能较快的 被埋藏 如在海洋,湖泊等 水体中沉积物迅速堆积 的地方,生物遗体就能 较快的被埋藏,在这种 条件下,生物遗体形成 化石的机会就多.• 如果生物死后长期 暴露在地表,就容易被 风化分解.如果长期在 水底而未被埋藏,• 也容 易受水动力破坏或为其 它动物吞食.
3.时间条件 要经历一定的 时间,• 即埋藏起来 的生物遗体必须 经过较长时期的 石化过程才能成 为化石,如果生物 遗体虽然被迅速 埋藏了,但在较短 时间内又被剥蚀,• 冲刷暴露出来,仍 然不能形成化石.
3.升馏作用(碳化作用)
指植物体或硬体含几 丁质的动物体,经埋藏 分解后,其中所含的氧, 氢,氮等易挥发逸散, 仅留下碳质薄膜保存 为化石,这种作用也称 为碳化作用.
四、化石的保存类型
实体化石（body fossils）； 模铸化石（mold and cast fossils）

印痕化石 印模化石 核化石 铸型化石

一、原生动物

概述：真核单细胞动物；无真正的器官， 仅细胞产生分化，形成了“类器官”， 各司一定的功能。个体微小，一般需用 显微镜才能看到。 分类：肉鞭毛虫门、顶复虫门、微孢虫 门和纤毛虫门（纲）。

1、肉鞭毛虫虫门放射虫纲



放射虫是海生漂浮的单细胞动物。放射 虫形状多样，个体0.1—2.5mm；骨架 多为硅质。 在现代海洋中依温度划分出极区带、近 极带、亚热带、热带等典型表层放射虫 动物群。 放射虫化石常保存在硅质岩石中。
地层与古生物基础 （地层学）
长安大学资源学院 李相传 lixch05@chd.edu.cn
第五章 化石的形成及古生物门类

第一节 古生物学 第二节 无脊椎动物化石门类 第三节 脊椎动物化石门类 第四节 古植物化石门类
第一节 古生物学
古生物学是研究地质历史时期的生物界及发展规 律科学； 生物学和地质学；时间范畴




成种作用：从单一始祖居群分化成两个或多 个同时物种的过程； 成种方式：渐变式和突变式（间断平衡论）； 小进化和大进化。
2、生物进化的重要规律

进步性发展 少→多，简单→复杂，低级→高级������
生物发展的阶段性：原核→真核；单细胞→ 多细胞；多细胞体制不断改进������
生物进化的重大突破：异养→自养；两极 （合成者+生产者）→三极（生产者+消费者 +分解者）生态系；水生→陆生
1.矿质充填作用.
无脊椎动物的硬壳,骨片及其它支撑构造,脊椎动物的骨骼, 牙齿等,它们往往都具有一定的孔隙,硬体掩埋日久,地下水携 带的矿物质,主要是碳酸钙进行充填,使这些硬体更为致密坚 硬.这种化石保留了原来生物硬体的细微构造.
2.置换作用 生物硬体的原 来成分为地下水中 所含的矿物质置换, 其置换的物质一般 为碳酸钙,二氧化 硅和黄铁矿等,可 分别称为钙化,硅 化和黄铁矿化.
广义生物学
现代生物学
古生物学
植物学
动物学
古动物学
古植物学
脊椎动物学
无脊椎动物学
古脊椎动物学
古无脊椎动物学

化石是保存在岩层中地质历史时期生物 的遗体和遗迹

分 子 古 生 物 学
生 埋 古 古 孢 微 物 藏 生 生 粉 体 地 学 物 态 学 古 层 地 学 生 学 理 物 学 学
化石记录的不完备性
2、肉鞭毛虫门有孔虫纲

具钙质壳，壳上多有开口或小孔；虫体由一 团原生质组成 ，分为外质（薄而透明，分泌 钙质成壳）和内质（颜色较深，含细胞器和 细胞核，司消化、生殖等功能）。 绝大多数海生，少数生活在半咸水环境，极 个别也可在淡水中生活。营底栖和漂浮。 出现于寒武纪，一直延续到现代；繁盛在石 炭-二叠纪（蜓类）、侏罗-白垩纪和古近纪。 最重要化石为蜓目。

二、腔肠动物门
1.概述

腔肠动物属于低等的二胚层多细胞动物，是真 正的后生动物，本门动物有明确的组织，身体 多呈辐射对称，少数为两侧对称。体壁由外胚 层、内胚层和中胶层组成。中间有一空腔，司 消化和吸收，称为腔肠。上面的口既是食物的 进口，又是废物的排泄孔，口周围有一圈或数 圈触手。
遗迹化石(trace fossils)； 化学化石(chemical fossils）。

1、实体化石
2、模铸化石

印痕化石(impression)
专指生物死亡后,遗体 沉落在松软细密底层 上留下的印迹.生物遗 体往往遭受破坏而消 失.但这种印迹却反映 该生物体的主要特征.

2、模铸化石 印模化石(mold) ：





二、化石保存条件
生物自身条件 生物死后的埋藏环境 时间条件 成岩条件

1.生物条件
生物本身必须具 有一定的硬体,如贝壳, 骨片及骨骼等,还有一 些几丁质物质,以及树 木的叶子、根、茎等 容易以较稳定的碳形 式保存下来. 当然,• 在 某种特殊情况下,一些 不具硬体的动物也能 保存为印痕化石或留 下遗迹.


3.蜓目
3.1 蜓壳的基本构造 蜓目具钙质微粒状壳,一般大如麦粒,最小者不到一毫米, 大者可达30-60毫米.具包旋的多房室壳,常呈纺缍形或椭圆形, 有时呈圆柱形,球形或透镜形.
蜓最初形成的房室称初房,初房多呈圆球形, 细胞质从初房上的 小口溢出分泌壳质, 形成第二个,第三 个... ...房室.在 个体增长中, 这些 房室围绕一个假想 的"中轴"旋转若干 圈,每旋转一周为一 壳圈,外壳圈将内壳 圈包围.
五、古生物的分类单位
与生物学相同，必要时可用辅助单位，如 “亚”和 “超”
分类等级 界kingdom 门phylum 纲class
例（动物） 动物界 脊索动物门 哺乳动物纲 食肉目 猫科
例（植物） 植物界 裸子植物门 松柏纲 松柏目 松科 松属
目order 科family 属genus
虎属
种species
壳圈上,各房室上部壳壁相连的部分称旋壁.旋壁在增长 过程中向里方弯折的部分称隔壁.隔壁与"中轴"平行, 有的平直,有的褶皱,褶皱仅限于隔壁下部的为轻微褶 皱,上下部全部褶皱的为强烈褶皱.旋壁弯折为隔壁时 在壳上形成下凹的纵沟称隔壁沟.
每一隔壁的中央底部处留出一个孔道,借以沟通各房 室,这些旋向的孔道称通道.通道两侧各堆积一个旋 向的突起物称旋脊,在高级类别中,每一隔壁下部有
3.4 旋壁的类型
单层式 旋壁仅一层致密层. 双层式 致密层加透明层; 致密层加蜂巢层. 三层式 致密层加内、外疏松层; 致密层、蜂巢层加内 疏松层. 四层式 致密层、透明层及内、外疏松层.
3.5 蜓类生态与地史分布

浅海底栖，热带或亚热带水深100m正 常平静浅海环境
蜓在早石炭世晚期出现，早、中二叠 世达到全盛时期，晚二叠世逐渐衰退, 晚二叠世末期全部绝灭.

自然分类和人为分类
六、生物的分类命名
古生物与现代生物一样,根据国际动物或植物命名法则, 一律用拉丁文或拉丁化的文字来命名. 属以上的命名 用单名法, 种用双名法, 并要符合优先律法则. 重要的拉丁语缩写词: sp. 为species的缩写, 置于属名之后, 意为"未定种". cf. 为conformis的缩写, 置于种本名之前, 意为"相似种". aff. 为affinis的缩写, 置于种本名之前, 意为"亲近种". sp.nov. 为species nova的缩写,置于种本名之后,意为第 一次提出的新种名. gen.nov. 为genus novum的缩写, 置于属名之后, 意为第 一次提出的新属名.
4 成岩条件
压实作用、重结晶 作用等 •矿质填充作用
•置换（交代）作用
•碳化作用
三、石化作用
石化作用是指埋藏在沉积物中的生物体在成岩 作用中经过物理化学作用的改造而成为化石 的过程。
1、矿质充填作用或过矿化作用 （permineralization） 2、置换作用(replacement) 3、碳化作用（carbonization）
华南虎
华山松

种(又称物种)是由形态构造和生活习性相似,能交配 繁殖,传宗接代的种群构成 化石种的概念与生物学的相同，但因化石不能判断是 否存在生殖隔离，故更着重以下特征；
1、共同的形态特征； 2、构成一定的居群；

3、居群具有一定的生Байду номын сангаас特征；
4、分布于一定的地理范围。 根据以上特征判明的化石种，与生物种一样，都是自然 分类单位。





进化的不可逆性 在生物演化过程中，已经灭绝的生物和退化的 器官，在以后的历史中就不可能再次出现 器官相关律 环境条件变化使生物的某些器官发生变异而产 生新的适应时，必然会有其他的器官随之变异 重演律（生物发生律） 系统发育：即生物系统的发生和演变过程������ 个体发育史是系统发育史的简短而快速重 个体发育：即个体从生命开始到死亡为止的演 变过程