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1、 上海交通大学通识教育核心课程上海交通大学通识教育核心课程 生命科学发展史生命科学发展史 物种进化物种进化 生物分类和演化生物分类和演化 History of Life Science （一）生物分类思想和方法 History of Life Science 地球上有多少种生物？地球上有多少种生物？ 现存物种数最粗略范围是现存物种数最粗略范围是300300万万1 1亿亿, , 认可范围是认可范围是500500万万15001500万万。 已定名或记录的有已定名或记录的有174174万种万种（19951995年年Hammond Hammond 统计）或统计）或150150万种万种（19981998
2、 年年Robert M.MayRobert M.May统计）。统计）。 原生动物 4 万 （4万） 藻类 4 万 （4万） 植物 27 万 （27万） 真菌 7 万 （7万） 动物 132 万 (108万) “在已知物种中，99%以上只有一个简单的描述：一个科学名称，博物 馆里的几个样品，科学杂志上的零星说明。” 威尔逊生命的多样性 History of Life Science 亚里士多德以生殖方式作为分类的主要依据。亚里士多德以生殖方式作为分类的主要依据。 动物分为两大类：有红色和无红色血液（即脊椎动物和无脊椎动物）。动物分为两大类：有红色和无红色血液（即脊椎动物和无脊椎动物）。 人类人类
3、 哺乳动物哺乳动物 鸟类和爬行类鸟类和爬行类 青蛙和乌贼青蛙和乌贼 蠕虫蠕虫 蚤和虱蚤和虱 植物植物 林耐和居维叶一向是我所崇拜的，可是同林耐和居维叶一向是我所崇拜的，可是同 亚里士多德比起来，他们只不过是小学生。亚里士多德比起来，他们只不过是小学生。 达尔文达尔文 亚里士多德与生物分类亚里士多德与生物分类 History of Life Science 契沙尔比诺契沙尔比诺 （Andrea.Cesalpino,1524Andrea.Cesalpino,1524- -16031603） 比萨大学的医学教授，教皇克莱门特八世的御医。 1583年出版著作论植物里第一个提出了人为 分类法。 他认为根
4、和果实器官根和果实器官应当是植物分类的主要特 征，因为它们表明植物所具有的生殖灵魂的性质。 苔藓和菌类没有生殖器官只有根,因此它们具有最 低下的生殖灵魂，应当放在植物等级的最下层，是 植物与矿物之间的一个环节。 人为分类法先驱人为分类法先驱 History of Life Science 马尔比基马尔比基(Marcello Malpighi, 1628-1694) 马尔比基在意大利的许多大学里当过医学教授，后 来担任教皇英诺森特第十二世的御医。 他认为生物呼吸器官呼吸器官的完善程度同这个生物在有机 自然界阶梯上的完善程度相关。他把植物放在阶梯最 下层，因为植物遍身都是空气小管；其次是具有许多
5、空气通道的昆虫；然后是具有较小的但仍然复杂的鳃 系统的鱼类，最后是人和高等动物，居于阶梯的最上 层，因为他们只具有一对比其他器官体积较小的肺。 公元1660年利用显微镜于第一个看到蛙肺内连接静 脉与动脉的毛细血管毛细血管。 MalpighiMalpighi History of Life Science 洛比留斯洛比留斯（ Lobelius，公元15381616）荷兰 卡斯巴卡斯巴 鲍兴鲍兴（ Casper Bauhin，公元15601634）瑞士 1623年初步建立自然分类系统，并广泛应用双名制命名法。 约翰约翰 雷伊雷伊（John Ray, 1627-1705）英国 约翰约翰 雷伊雷伊 自
6、然分类法先驱自然分类法先驱 将物种（将物种（species）作为分类的基本单位，并将物种的概念进行了具体定义。）作为分类的基本单位，并将物种的概念进行了具体定义。 即同种间可以交配繁殖后代，不同种间不能交配和产生后代。即同种间可以交配繁殖后代，不同种间不能交配和产生后代。 认为各物种间是联系的，有些种是新的变种，它们添补了种与种间的间隔。认为各物种间是联系的，有些种是新的变种，它们添补了种与种间的间隔。 承认神创论和物种不灭承认神创论和物种不灭, 但但其思想已经有了进化论的苗头。其思想已经有了进化论的苗头。 History of Life Science 动物有两种性别太古时就知道，因为由人类
7、类推 这是必然的。植物的性别则很晚才发现，至少就其 几乎普遍存在来说是如此。 格鲁格鲁（N.Grew,1641-1712） 英国植物学家。他利用显微镜研究植物的构造， 并于1672年和1682年先后出版了植物解剖学入门 和植物解剖学两部专著。 1672年推测花粉花粉可能就是受精作用的动因。 N.Grew 植物有性生殖的发现 History of Life Science 卡梅拉留斯卡梅拉留斯（R.J.Camerarius,1665-1721） 德国植物学家。1694年发表论文植物的性别， 明确认定植物的有性生殖。 他通过试验发现花药是雄性器官花药是雄性器官，并强调花粉是受 精作用所必需的，并明
8、确了植物有性繁殖和动物有性 繁殖完全相同。 R.J.Camerarius 契沙尔比诺等人的人为分类法是以生殖器官和方式为标准的。植物有契沙尔比诺等人的人为分类法是以生殖器官和方式为标准的。植物有 性生殖的发现使人为分类法进一步流行和发展，在此基础上产生了林耐性生殖的发现使人为分类法进一步流行和发展，在此基础上产生了林耐 的人为分类系统的人为分类系统。 History of Life Science 林耐，瑞典自然博物学家，乌普萨拉大学教授。 其在生物学中的最主要成果是建立了人为分类体系和 双名制命名法。 1735年发表了自然系统（Systema Naturae） 1737年出版植物属志 175
9、3年出版植物种志（Species Plantarum）。 瑞典科学学会的第一任会长。 林耐(Carl von Linne，1707-1778) 林耐分类系统林耐分类系统 17世纪后，博物学家搜集到大量动物、植物和化石等标本。1600年，人们知道了约6000 种植物，而仅仅过去了100年，植物学家又发现了12000个新种。到了18世纪，对生物物种 进行科学的分类变得亟为迫切。林奈正是生活在这一科学发展新时期的一位杰出的代表。 History of Life Science “知识的第一步，就是要了解事物本身。这 意味着对客观事物要具有确切的理解；通 过有条理的分类和确切的命名，我们可以 区分开认
10、识客观物体分类和命名是科 学的基础。“ 林耐 History of Life Science 林耐分类系统参考英国植物学家雷伊关于种的概念，主要采用生殖器官生殖器官为分类 标准。他把植物分为纲、目、属、种。雄蕊的数目决定纲，雌蕊的数目决定目， 花的特征决定属，叶的特征决定种。 生命和无生命两界 植物亚界24纲 植物和动物亚界 动物亚界6纲 目、科、属、种 目、科、属、种 植物界分为24纲、116目、1000多个属和10000多个种。动物界分为六个纲， 即哺乳纲、鸟纲、两栖纲、鱼纲、昆虫纲和蠕虫纲。 History of Life Science 1735年在植物种志中为7700种植物和4400
11、种动物用双名法命名，并逐 一归纳到他的分类系统。 其中第一个名字是属的名字（属名，斜体），第二个是种的名字（种加词， 斜体），属名为名词，种名为形容词，例如：形容些物种的特性，或可加上 发现者的名字（正体）。 如：狮 Felis leo 虎 Felis tigris 豹 Felis pardus 三者同属不同种。 人 Homo sapiens History of Life Science 地球形成地球形成 4646亿年亿年=1=1天（天（2424小时）小时） 单细胞生物单细胞生物 4:00 20:30 简单微生物简单微生物 20:50 水母等软体动物水母等软体动物 21:04 三叶虫三叶虫
12、22:00 植物植物 22:24 有翼昆虫有翼昆虫 23:00-23:40 恐龙恐龙 23:40 哺乳动物哺乳动物 23: 58: 43 人类出现人类出现 我们一直处在：小生物的世界我们一直处在：小生物的世界 History of Life Science 恩斯特 海因里希 菲利普 奥古斯特 海克尔（Ernst Heinrich Philipp August Haeckel，1834年2月16 日1919年8月9日）生于波茨坦卒于耶拿，德国动物学家和哲学家。早年获柏林大学医学博士学位。 曾任耶鲁大学动物学教授。是最早绘制动物系谱图的学者之一。大力支持达尔文的进化论，推动了继 达尔文之后生物学研
13、究的开展，并通过对胚胎学、形态学与细胞理论的研究使生物学研究的范围不断 扩展。提出了“生态学”一词。 植物界（Plantae） 动物界（Animalia） 原生生物界(Protista） 原生生物界包含单细胞的生物、一些简单多细 胞动物和植物。 生物分类三界学说生物分类三界学说（1886年） History of Life Science 原核生物界原核生物界 细菌、立克次氏体、支原体、蓝藻 、衣原体。不具 成形细胞核，细胞内无膜细胞器。细胞进行无丝分裂。 原生生物界原生生物界 单细胞的原生动物、藻类。细胞核具核膜的单细胞 生物，细胞内有膜结构的细胞器。细胞进行有丝分裂。 真菌界真菌界 细胞具
14、细胞壁，无叶绿体，不能进行光合作用。无 根、茎、叶的分化。营腐生和寄生生活，营养方式为分 解吸收型，在食物链中为还原者。 植物界植物界 具有叶绿体，能进行光合作用。营养方式：自养， 为食物的生产者。 动物界动物界 营养方式：异养。为食物的消费者。 生物五界分类法生物五界分类法（1969年，美国魏特克年，美国魏特克 Whittaker R.H.） History of Life Science 生物三域( Three-domain system )是近代生物分类理论，是指真细菌域( Domain Bacteria )、古细菌域( Domain Archaea )和真核生物域( Domain Eu
15、karya ) 。是由 美国微生物学家和物理学家卡尔理查德沃斯（Carl Richard Woese，1928.07.15 2012.12.30）1977年提出来的。 生物三域分类理论生物三域分类理论 在23种生命形式中，只有植物、动物和真菌大到肉眼可以看见的程度。微生物占到 80%以上，甚至还多，也就是说：世界属于很小的生物。 卡尔 沃斯 History of Life Science （二）达尔文及其进化思想 History of Life Science 达尔文之前达尔文之前 希腊的阿那克西曼德和恩培多克勒。希腊的阿那克西曼德和恩培多克勒。 马耶（马耶（Benoit de Maillet, 1656Benoit de Maillet, 1656- -17381738） 莫泊丢（莫泊丢（Maupertuis,1698Maupertuis,1698- -17591759） 乔治乔治. .布丰（布丰（George BuffonGeorge Buffon，17171717- -17881788） 居维叶（居维叶（Georges Cuvier1769Georges Cuvier176918321832） 拉马克（拉马克（JeanJean- -Baptiste de LamarckBaptiste de Lamarck，17441744- -18
