第六讲生物的进化

在这一个瞬间性突发的大事件中，不仅建 立了所有现生动物门类(包括脊索动物在内)的 结构蓝图。另外还有二十几个已经灭绝了的生 物种，与现生动物的分类系统没有任何关联， 但每一个种却各自代表一个相当于门一级的结 构蓝图。
1984年我国科学家在云南省昆明市南面60 千米的澄江县发现，在距今5～5.7亿年地层中， 生物的化石的类群纷杂繁多，现存的30几个门 的生物，那时已经全部都出现了，而且在接下 来的5亿年的时间里，变化相对较慢。
长臂猿的四 肢和身体适合于 林间活动。
眼镜猴只能垂直 攀爬和跳跃
食虫类的juqing与灵长类有共同的祖先
人类的起源
凡出现了较接近人类的化石出现时，猿猴 的化石便不见了。
起源的地点很可能是亚洲中部，包括北京 周口店和原属亚洲大陆的爪哇。但也有化石在 南非和东非发现。 最新的研究认为人类起源于非洲的猿猴。
生物名称 氨基酸差别 生物名称 氨基酸差别
黑猩猩 猕猴 狗 鸡、火鸡 响尾蛇
0 1 11 13 14
金枪鱼 天蚕蛾 链孢霉 酵母菌
21 31 43 45
二、生物进化的证据
DNA的进化
从生物大分子的水平来研究生物进化，使我 们对进化过程的认识进一步加深，同时还 揭示出一些新的规律。
三、生物进化的理论
繁殖过剩： 生物都有极强大的生殖力。
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例：如果每一雌象一生(30岁~90岁)产仔6头， 每头活到100岁，都能繁殖，750年后就可 有19,000,000头子孙。
自然界各种生物的数量在一定时期内都 保持相对稳定基于以下两个事实：
生存竞争
物种之所以不会数量大增，乃是由于生存 斗争。
种内斗争 种间斗争 环境斗争
复旦大学哲学系的教授俞金吾认为，生命 进化中，突变和缓慢进化是交织进行的。
一、生物进化经历的主要时期
3、中生代时期（2.48亿—0.651亿年前）
裸子植物和爬行类繁盛的时代 三叠纪（2.48亿—2.13亿年前）末期：原始 哺乳动物出现 侏罗纪：鸟类出现，爬行类成为占统治地位 的动物 白垩纪后期：被子植物逐渐发展 中生代末期：陆生恐龙及鱼龙、翼龙等突然 灭绝
腔肠动物）
一、生物进化经历的主要时期
2、古生代时期（物种爆发式突增阶段） （5.7亿—2.48亿年前） （早期）寒武纪和奥陶纪—高等藻类和无
脊椎动物的时代； 寒武纪（5.7亿—5.0亿年前）完成了几乎 所有各门多细胞动物躯体的基本设计
（中期）志留纪和泥盆纪—裸蕨类和鱼类
的时代； （晚期）石炭纪和二叠纪—蕨类和两栖类 繁盛时代。
费希尔（R.A.Fisher），霍尔丹 （J.B.S.Haldane）和赖特（S.Wright|）等 在孟德尔（Gregor Johann Mendel）和摩 尔根（T.H.Morgen）遗传基础发展了群体 遗传学。
综合进化论有两个基本点 第一，认为群体是生物进化的基本单位， 进化机制的研究应当属于群体遗传学的研 究范围。 第二，突变，选择和隔离是物种进化， 是物种形成和新种产生的机制。
4、分子进化的中性学说
突变大多是中性的； 随机的遗传漂变； 中性突变的速率决定进化的速率 生物在分子水平上的进化不是由于自然选 择作用于“有利”突变，而是在连续的突 变压下选择中性或非常接近中性的突变， 随机固定而成。
四、物种的形成
1、物种与种群 2、新物种形成的必要条件 3、物种形成的基本方式
人类起源于古类人猿的证据
1. 人和猿的骨骼十分相近：结构上看几乎完全 相同 2. 人和猿的痕迹器官比较：盲肠退化，蚓突保 留 3. 人和猿胚胎发育和胎盘的比较：前五个月胚 胎，盘形胎盘 4. 人和猿的生理、病理的比较：三维视觉、月 经周期、血型
1. 人和猿的骨骼十分相近：结构上看几乎完全 相同
倭黑猩猩在 80英尺高的的树 上行走，手中握 着水果。
突变为新种的形成提供了原材料。但只有 极少数的突变是有利的，可以作为进化的原 材料。突变是否有利，随所处环境而异。
突变形成了基因重组，新基因形成的新 种通过自然选择能适应的个体保留下来， 不能适应的淘汰掉。
隔离使生活在不同的环境中的物种，性 状逐渐发生分歧，形成不同的亚种，进一 步的地理隔离，则有助于新种的形成。 地理隔离的生物学意义在于阻止了遗传 物质的交流。
二、生物进化的证据 4、生物化学与分子生物学的证据 免疫学证据：几种灵长类动物的血清反应
注：数字代表距离，反应强时距离小，反应最强是距离为0
受试动物 （血清） 人 黑猩猩
抗血清
人
0 3.7
黑猩猩
6.3 0
长臂猿
6.11 14.6
大猩猩
猩猩 合趾猿 长臂猿 猕猴
5.7
8.6 11.4 10.7 38.6
灾变学说
二、生物进化的证据
1、古生物学的证据
化石
30亿年前的太古代地层发现古球 藻化石，随后的元古代地层开始出 现古动物和古植物化石，越近年代 的地层，出现的动，植物越高等。 同时也发现了许多中间的过渡类型 的化石。
在西澳大利亚发现 的35亿年前的细胞 间的连丝(左)
在罗德西亚 发现的31亿 年前的石灰 石的子座断 面。暗的有 机物和亮的 无机物尤如 现代具光合 作用的微生 物。(右)
生命科学导论
第六讲 生物的进化
一、生物进化经历的主要时期 二、生物进化的证据 三、生物进化的理论
四、物种的形成
五、人类的起源与发展
一、生物进化经历的主要时期
1、太古代及元古代时期 太古代（38.5亿—20亿年前）
元古代（20亿—5.7亿年前）：
原始动、植物（单细胞绿藻、原生动物、
衣 藻
盘 藻
实 球 藻
空 球 藻
团 藻
对生物进化的研究，使人们得到 更为合理的分类系统
病 毒
生物五界分类系统
生物进化的探索永无止境
单细胞到多细胞
异氧到自养
厌氧到有氧
Summary
仍然留下很多疑点和谜团
物种灭绝之
谜——大约
每隔2，600万年， 生物界就要发生 一次大规模的物 种绝灭。
五、人类的起源与进化
2、从猿到人的过渡
五、人类的起源与进化
3、人类发展的基本阶段
根据原始人类的化石体质特征和文明发展概 况，可将人类的发展分为四个阶段： 早期猿人（能人，南方古猿）阶段 晚期猿人（直立人）阶段 早期智人（古人，尼安徳特人）阶段 晚期智人（新人，克罗马农人）阶段 现代人
早期猿人阶段 1. 能人 1963年在坦桑尼亚奥杜韦峡谷发现的头骨 连大部分牙齿和下颌骨化石，脑量637ml,下肢 能直立行走，拇指可与其他四指对握，但不甚 精确。有砾石作工具，能用石块围成圈防风。 化石距今150万年
三叶虫化石
海百合
贵州龙化石
昆虫化石（热河生物群）
古海洋藻类植物化石
热河生物群
中的植物化石
二、生物进化的证据
2、比较解剖学的证据用比较解剖学方法研
究多种植物或动物的器官 亲缘关系比较近的物种之间尽管有时外部 形态有很大的差别，却有共同的结构特征。 亲缘关系比较远的物种之间尽管有时外部 形态有十分相似，结构却有很大的差别。
澄江生物群
1984年南京地质古生物研究所的侯先光 在云南省澄江县境内发现了娜罗虫(Naraoia) 的古老节肢动物的化石后，开始了大规模 的发掘。
它不但证实了大爆发式的演化事件在五亿 三千万年前确实曾经发生，最令人震撼的则是 在这一事件发生的短短数百万年(可能只有一 两百万年)期间，几乎所有现生动物的门类和 许多已灭绝了的生物，突发式地出现于寒武纪 地层，而在更老的地层却完全没有其祖先型的 生物化石发现。
同源器官(homologous organ)：
不同动物的器官，功用不同，形状相异， 但来源和基本结构却相同，叫做同源器官。 如：牛马的前肢、蝙蝠的翼、鲸的鳍状肢 等同源；哺乳动物的三块听骨和鱼类的部分咽 弓同源。
同功器官(analogous organ)：
是指两种动物身体上功用相同，形状相似， 但来源和基本结构完全不同的器官。 如：蝴蝶与鸟的翼
1、人类起源于原始哺乳动物 2、从猿到人的过渡 3、人类发展的基本阶段
4、人种的演化
1、人类起源于古类人猿
灵长类的起源 认为灵长类和食肉类动物在系统发生中是 由同一系统出发，由于环境的变化，食性逐渐 分化，有的演化为纯食肉类，成为现在的食肉 动物；有的演化为以植物为食的素食动物，猿 猴即是素食动物，并适应树上生活。
6.8
9.3 9.7 9.7 34.6
11.7
11.7 2.9 0 36.0
生命共同起源的物质基础 组成生命的元素和化合物大体是相同的， 构成蛋白质的氨基酸都是L-型的， 核酸的结构和三体密码也是一样的， 所有细胞都利用ATP 转化能量。
二、生物进化的证据
蛋白质的进化：
几种生物细胞色素C的氨基酸组成与人的细胞色素C的差异 (引自田请涞，2000）
organ)： 动物身上往往保存着一些没有用处的器官， 称为痕迹器官。如：人的盲肠、阑尾、耳 肌、毛肌、尾椎骨等，海豚和某些蛇类的 后肢骨，蚊蝇的平衡棒等都是。
痕迹器官(vestigial
二、生物进化的证据
3、胚胎学的证据
重演论（生物发生律） 个体发育 系统发育
重演律 表明了动物 的个体发育 重演了系统 发育的过程。
马坝人
晚期智人阶段
晚期智人又称新人，是古人的后裔，距今 约5万年。如1868年在法国发现的克罗马人， 被认为是现代白种人的直接祖先。
北京周口店龙骨山发现的山顶洞人，距今 2.5万年，被认为是代表原始黄种人，与中国 人，爱斯基摩人和印第安人十分接近。
克罗马人
山顶洞人
五、人类的起源与进化
4、人种的演化
四、物种的形成
1、物种与种群
物种是一个具有共同基因库的、与其他类群 有生殖隔离的类群； 种群是同一物种的一群个体，通过个体间的 交配而保持一个共同的基因库。
四、物种的形成
2、新物种形成的必要条件
地理隔离 生殖隔离
四、物种的形成
3、物种形成的基本方式
渐变式：继承式，分支式 爆发式
五、人类的起源与进化
1、拉马克学说 2、达尔文的自然选择学说 3、现代综合进化论
4、分子进化的中性学说
三、生物进化的理论
1、拉马克学说
用进废退 获得性遗传
2、自然选择学说
遗传与变异 繁殖过剩 生存竞争与适者生存
达 尔 文
贝 格 尔 号
贝格尔号5年周游世界的路线
遗传与变异：
遗传是生物进化的重要因素。遗传是生物的 一个普遍特征，生物有了这个特征，物种 才能稳定存在。 亲代与子代之间、同一亲本产生的各子女之 间都存在着差异。变异是随机产生的。
3. 元谋猿人
1965年在云南 元谋发现的上内 侧门齿各一枚， 有三件石英岩刮 削 器 。 距 今 170 万年。
4. 爪哇猿人
距今50-80万年
早期智人阶段
早期智人或称古人，如德国的尼安德特人 脑量为1575ml，身高160cm。还有广东的马坝 人，山西丁村人，皆距今10-20万年。
尼安德特人
一、生物进化经历的主要时期
4、新生代时期（0.65亿—0亿年前）
现代类型的生物：鸟类、哺乳类和被子植物
一、生物进化经历的主要时期
生物演变的总趋势： 原核生物 单细胞生物
低等生物
生物种类：
真核生物 多细胞生物 高等生物
少
多
从系统发生来看，生物是从单细胞生物发 展到多细胞生物。
适者生存
不同的个体在形态、生理等方面存在着不 同的变异。有的变异使生物在斗争中生存下来， 有的变异却使生物在斗争中不能生存。
例：在常有大风的海岛上，无翅的昆虫不 飞翔，不至被大风吹到海里，而有翅昆虫却在 飞翔时被风吹到海里而死亡。
3、现代综合进化论
生物进化的过程主要包括：突变、遗传 平衡以及各种隔离因素 生物的遗传突变为进化提供了大量的原 材料； 种群基因库与遗传平衡； 隔离是形成新物种的必要条件。
2. 直立人
1972年在东非肯尼亚特卡纳湖东岸发现 的头骨，脑量为700ml以上，肢骨与现代人 相似，已能直立行走。化石距今200万年。
直立人
晚期猿人阶段 1. 北京猿人
1921年发现。 北京猿人脑量 1088ml，以能制 造石器，用火和 营群体生活。距 今50万年。
2. 蓝田猿人
1963－1966年 在陕西蓝田县发 现的化石，形态 上比北京猿人更 为原始，脑量为 780ml。距今6580万年。