云南大学素选 化石 资料整理

第一讲古生物地层学及相关的基本原理

地质学研究的基本内容：地球物质的起源，分类和成分，以及各种发生于地表和地球内部深处的事件。

地质学（传统）的三大基础学科：地层学(Stratigraphy)，岩石学(Petrology)，大地构造学(Tectonics)

地史学：地球的演化，海陆分布的变迁，山脉的突起和夷平，动植物随时间的更替，以及太阳系的发展史。地史学家研究行星的物质和结构来探索它们的形成，借助对过去事件可靠的认识和向远古执著的追索以发现这些事件的顺序。为此，地质学家运用了通常的科学手段，即：观察的积累，得出假说用以解释这些观察，并通过进一步观察和试验确认其假说。因此，观察的结果既当作了建立假说的基础，亦为检验其正确性的准则

古生物学的性质和研究范畴：研究化石和古代的生命形式(The study of fossils and ancient life forms)。致力于了解漫长地史时期动植物持续发展的方方面面

化石：通常保存于沉积岩中古代生物的遗体，遗迹或印痕，它们提供了史前生命的直接证据。再沉积化石(reworked fossils):已保存于岩石中的化石遭搬运到别处，再次被埋藏并保存在新的地层中。

时间：世间一切事物的特征及其相互间的联系，相对时间而言则将被区分为即时的(simultaneous) 或连续的(successive)，也被区别为正在形成(becoming)，持续(enduring) 和已经逝去(passing away)。时间通常被当作真实的一维，其与空间(spacial) 的实质区别在于时间上的连续是不可逆的。

化石与时间的关系：化石可新也可很老（very ancient），其围岩为化石的产出时代提供了时空的框架（framework in time）化石可被理解为占据了4维空间，其中在地面或地表之下的三维空间为岩石所占，另一维为时间。化石则拥有四维，这第四维为时间的连续统一体（time continuum）。要想认识理解化石必须有时间的概念。

化石证实了两件曾发生在我们生活的星球上的事实

1. 许多曾经生活于过去的物种后来灭绝了。

2. 曾经有过动植物穿越时空的更替，因此在地球上，不论是生存在陆地还是海洋中的生物群落，都曾随时空的变迁而逐渐变化。

化石保存的条件：1）有利于保存的生物结构—硬体（hard parts）

2）迅速掩埋，免遭生物，机械和化学的破坏

3）软体化石保存的特定环境（火山灰，硅化、磷酸盐化、黄铁矿化，沥青，琥珀）

化石多见于沉积岩，火山岩熔岩中也有发现，沉积岩来源的变质岩（多有不同程度破坏）遗迹化石：史前生命在沉积岩中留下的它们生息活动的痕迹。

遗迹化石与实体化石相比的优点：1、往往保存在别类化石稀少的碎屑岩中。

2、成岩作用(diagenesis)可能破坏实体化石，但对遗迹无可奈何，甚至还有利遗迹的保存。

3、遗迹化石原地生成，不可被搬运。具古环境、古生态学研究意义。

化石所保存的生物机体：硬体、器官、组织、细胞。

生物进化原理：生物进化是一个由简单到复杂，由低等到高等的连续不可逆的过程。

原始水平原理：绝大多数沉积物脱离水体并堆积为水平或接近水平的沉积层。岩浆流亦趋向于固结为水平层。

叠加原理：成岩的物质通常堆集在早期较老的沉积物之上

化石层序律：下部岩层中所含的化石是较早时期的生物遗体形成的；而上部岩层中所含的化石则是较晚时期生物遗体形成的。

侧向连续原理：沉积物总是向各方向延伸，直到变薄尖灭，或者在沉积盆地边缘终止。

切割关系原理：岩浆侵入体或断层必定比它侵入或破坏的岩石更年轻。

包裹原理：被包裹的岩石碎块必定比包裹它的岩层老。

将今论古（现实主义）原理，均变论：

现在是认识过去的要诀。Today (or The present) is the key to the past.

The physical, chemical, and biological laws that operate today also operated in the geologic past （在今天发挥效应的物理、化学和生物的定律，在地史上也同样生效）

对于鸟类飞行的进化有两主要理论：步行理论认为飞翔的形成由地面向上，树栖理论认为从树上向下，都依据了现代古生物学和此原始鸟举止行为的解释。

第二讲生命和进化

生命的基本特征：1) 生物由细胞组成Organisms are composed of cells

2) 生物的生长和发展Organisms grow and develop

3) 生物调控其代谢程序Organisms regulate their metabolic processes

4) 运动是细胞一基本特性Movement is a basic property of cells

5) 生物感应外界刺激Organisms respond to stimuli

6) 生物的繁殖Organisms reproduce

7) 种群演化从而适应环境Populations evolve and become adapted to the environment

生命的存在依赖于进化、信息的传递和能量：

1、在我们生活的星球上高度分异的生命是从远古简单的生命形式进化而来，进化程序构成了生命科学的框架。

2、生命的延续和运行依靠信息有规则地传播。在分子水平上，通过DNA的控制，维持生活着的生物和产生新的一代。

3、为了维持生命系统精确的程序，能量必须不断地输入。

物种：包含一个或多个居群，其成员在自然条件下能交配产生具繁殖能力的后代，并且不与其它物种成员交配繁殖

居群：同时生活在特定的地理区域内的同种生物群体。居群是自然选择的基本单位。

生物进化（Evolution）—可遗传性变异随时代变迁在种群中的积累

达尔文之前的进化观：

Aristotle (384-332 B.C.) 生物不是十全十美的，但却朝着更完美的方面变化(moving toward a more perfect state)。

沈括（1031-1095）保存在太行山区岩层里的螺蚌壳，原生活在那里海滨之中，但如今海洋已距太行山千里之遥；所谓大陆，都是由泥沙堆积而成。

da Vinci (1452-1519) 保存在高山之上岩石中的海洋无脊椎动物生存于过去，但已绝灭。Lamarck (1744-1829) 生物将获得性遗传穿给后代。“用进废退”。

适应(adaptation) —在生存竟争中，遗传得到的各种有利于生存的变异将被保存下来，而不利的变异被淘汰，其结果便是适应

自然选择(natural selection)—能更好适应的生物更有潜力生存下去并成为下一代的父母，自然选择使得生物种群随时代而变迁

自然选择的进化机制：1、过度繁殖2、变异3、种群增长限制（生存竞争）4、区分性繁殖优胜(适者生存)