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1、第一篇 古生物学基础 第一章古生物学的基本概念第一节 古生物学的内容及其研究对象一、古生物的内容 (一) 古生物学及其分科: 1、 古生物学 研究地史时期生物界的科学。它研究的不仅是古生物本身，还包括了各地史时期地层中所保存的一切与生物活动有关的资料。如遗体、遗迹(痕迹、遗物)，甚至于旧石器时代猿人的石器。 2、分科：古动物学古无脊椎动物学、古脊椎动物学 古植物学 化石藻类学(低等古植物)、 高等古植物学、孢子花粉学(又可列入微体古生物学)古生物学 微体古生物学：介形虫,牙形刺等 超微体古生物学：超微浮游动物，化石微细构造大,小在10um(微米)以下。1um=1/1000mm 古生态学、痕迹化
2、石学、古生物矿物 严格地讲，古今生物之间很难以一个时间界线截然分开，但为了研究方便，一般以最新的地质时代全新世的开始(距今约1万年)，作为古今生物界的分界。 (二)学习古生物的目的与意义1目的：古生物学是学习地球科学的基础课，它担负着为生物学和地质学服务的双重任务。 学习古生物学的目的在于：(1) 阐明各类古生物形态及构造特征，生活习性和生活方式；(2) 了解古生物的地史分布、地理分布，进而总结其进化规律；(3) 结合岩性及其它特性研究，推断地质时期古地理、古气候2、意义：(1) 确定地层的地质时代；(2) 研究古地理、古气候；(3) 为普查找矿和地质勘探服务；(4) 为探索生命的起源提供实际
3、资料和论据(5) 为研究生物进化、物种绝灭等自然界发展规律提供科学依据。二、 古生物学的研究对象：化石fossil (一)化石：保存在地层中的古生物遗体和遗迹。即1必须反映一定的生物特征：形状、大小、结构、纹饰等。但树枝石( 假化石)是硬锰矿树枝状结晶，不是化石。姜结人 黄土中的钙结核 2必须是地史时期的生物遗体、遗迹，它们都保存在地史时期的岩层地层中，并经受了石化作用而形成。(二)化石保存的条件：1生物本身必须具有一定的硬体 2生物死后迅速埋藏（但密封、冷冻、干燥环境下亦可） 3较长时间的石化作用，它有三种方式 石化作用有三种方式：（1）矿质充填作用 生物硬空隙为地下水矿物质CaCO3 所填
4、充，变的致密坚硬增加重量，且保留硬体中的微细构造。（2）置换作用 生物硬体原成分为地下水中矿物质所置换，如被Caco3、iO2 、黄铁矿等置换而称为钙化，硅化和黄铁矿化。例如：菊石 骨骼被地下水溶解，并被矿物质Caco3所充填，二种速度近等，并以分子形式置换，则其微细构造得以保存，否则无法保存。硅化木 树木被iO2置换，年轮、细胞清晰可见黄铁矿化的菊石也常见。（3）升馏作用 几丁质骨骼埋藏分解时，其中所含的氧、氢、氮等不稳定成分挥发消失仅留下较稳定的炭质薄膜。例如：笔石、植物叶片等。（三）、化石保存的类型：可以分为以下四种类型： 、实体化石 又分为二种：微变实体 原生物的遗体没有明显变化，完整
5、保留下来。例如：抚顺煤田第三纪煤层琥珀中的昆虫化石；西伯利亚冻土带保存下来的猛犸象（25万年）变化实体 原来的生物遗体经过一定程度的石化作用（矿质充填、置换、升馏等作用），全部或部分硬体保存为化石。大部分化石属此，珊瑚、双壳、腕足，脊椎骨骼等。、模铸化石它们不是实体化石本身，而是生物遗体在岩层或填充物中留下的各种印模和复铸物，又可分为四类：印痕化石：在松软沉积物中留下的印痕，而生物体未被埋葬已销毁。如：叶子、水母等。印模化石：有壳硬体生物在围岩上印压所成的痕迹，又分为：外膜 外表印痕，反映外壳形态构造。内膜 壳内表面印痕，反映壳内面形态构造。 凹凸与实物相反核化石：常见于两壳、两瓣齐全的生物体
6、，分为两种：内核 贝体掩埋后，泥砂充填两壳之空腔，石化后其充填物形成内核，表面显示内模。外核 贝体被埋，两壳内无充填物，但壳体溶解后留下一个同形空间，再被外来物质充填，石化后形成外核，其外形与壳饰与原核体一致，但内部没有任何生物结构。铸型化石: 已形成了外模、内核后,壳体被溶化所成空间被其它物质所充填,石化形成铸形。大小和内外表面的构造与实体化石相似,但无壳质结构。 3、遗迹化石：保留在岩层中的古生物生活活动的痕迹和遗物。足迹,爬痕,潜穴,粪便,蛋化石等。4、化学化石：古生物被分解而成的各种有机质,如氨基酸、脂肪酸等 意义： 探讨地史进程中生命的起源了解生物发展演变的历史 解决生物的自然分类(
7、亲缘关系) 划分和对比地层 第二节 古生物的分类与命名1、有两类分类方法: 系统发生分类 (自然分类) 根据亲缘关系、演化体系划分的，科学合理。 形态分类(器官分类) 按形态特征和形态功能,以化石间形态的相似性而作的人为归类。例：又分为形态属 不同生物的相同部分按它们的形态相似归入同一属。如：古植物有一属叫石果 Carpolithus 所有古代植物种子均称石果,随研究程度深入,现在正在分化。还有器官属 据某植物单独保存的器官所建立之属,如鳞木，它的叶、茎、根、繁殖器官分列五属：鳞木 Lepidodendron (茎或枝) 鳞木叶 Lepidophyllum (叶,营养叶) 痕木(脐根座) St
8、igmaria (根) 鳞孢穗 Lepidostrobus (孢子束穗) 鳞孢叶 Lepidostrobophyllum (生殖叶)2、生物的主要分类（也适用于古生物）根据自养或他养分为两个界：动物界、植物界。界：最大的分类单位，界以下分类单位按大小顺序为： 门、 纲、 目、 科、 属、 种共性越来越小，亲缘关系越疏。辅助性过渡单位：亚门、亚纲、亚目、亚科、亚属、亚种；或分别合并几个主要单位而成超门、超纲、超目、超科。种：是最基本的分类单位，生物学上物种的四个标准：（1）物种存在形式是种群，不是个体；（2）具共同的形态构造；（3）种群上有一定的空间；（4）种内间能交配繁殖，物种之间则为生殖隔离
9、。3、古生物的命名原则：(1)各级分类单位采用统一的学名，并以拉丁文或拉丁化文字命名；(2)属和属以上分类单元采用单名法，第一字母大写；(3)种名采用双名法，即属名+种名；例：Schwagerina chihsiaensis Lee(4)属以上的单位要用正体字，姓名用正体字；(5)种和亚种都用斜体，姓名都用正体。第三节 生物与环境 一、生物与环境的关系1生物与环境的关系是相互作用、相互制约、密切相关的。2生物与环境是矛盾的统一体： 环境的变化影响着生物的存在；生物界不断地影响着周围的环境。二、影响生物的环境因素1物理因素 温度、水深度、水压力、光照、水动力条件、底质性质、经纬度2化学因素 含盐
10、度（水）、含氧量、其它气体成分，氢离子浓度、氧化还原电位3生物因素 生物数量和密度、生物共生组合、对抗、竞争、食物营养依赖关系等三、生态系统与能量转换1生态系统：指一定范围的环境因素及其生物的综合。2能量转换：由下面三个环节组成：生产者（植物）消费者（动物）分解者（细菌）3生态平衡：在生态系统内，生产者、消费者、分解者及非生物环境之间在一定条件下，相互依存，并保持着相对稳定的状态叫生态平衡。4食物链： 在一个生态系统中，生物之间围绕食物而发生的相互依存的关系叫食物链，又分为捕食链、寄生链、腐生链。四、环境类型（一）大陆环境1陆地环境：山，丘陵，平原，低地。2河流环境：各种水系 。3湖泊环境：
11、咸水湖，淡水湖，滨海泻湖， 沼泽。（二） 海洋环境1滨海区 高低潮线之间，又称潮间带 2浅海区 低潮线至水深200m左右地区3半深海区（水深2002000m）4深海区 2000 m以下包括水深2000 m以下的海区海底5远海区 离岸较远的海洋上层，主要是半深海、深海的水层，多为游泳生物、漂浮生物。五、水生生物的生活方式生物生活方式又称生态类型，主要指习性、行为，如摄食方式、居住类型、运动方式等。（珊瑚） （腕足） （腹足）（海胆） （船蛆）底栖生物： 固着、 躺卧、 爬移、 抱穴、 钻孔；游泳生物： 自游生物、运动器官发育、身体流线型；浮游生物： 随波逐流、身体微小、薄壳或骨骼不发育；水母六生
12、物的埋藏（一）名词解释1生物群：生活在同一环境，彼此密切相关的一群生物，它们互相适应，又相互伤害。2死亡群：各种原因死亡后尸体的堆积，不一定是同一个生物群。3埋藏群：死亡群经一定损失（风化破坏、搬运破碎、地下水溶解、动物吞食），被沉积物覆盖叫埋藏群。有原地、异地之别。4化石群：埋藏群上周围沉积物经成岩作用变成化石群。 （二）原地埋藏和异地埋藏为了进行古生态研究，必须区分化石群是原地还是异地埋藏，主要标志为：1化石保存完整程度：细微构造、两壳闭合、破损等2个体排列情况：大小分选程度3壳的分散性：壳瓣比例4化石在岩层中的保存位置珊瑚生长方向 五房贝5今昔对比6保存化石的围岩性质，应与化石生态环境一
13、致。第二章 常见的古无脊椎动物分类 第一节 原生动物门 一、原生动物的特点1最原始、最低等的动物，是由单个细胞或由单细胞联合群体所组成的完整有机体。2具有类器官，可进行新陈代谢、刺激感应、运动、繁殖等机能，如鞭毛、伪足、纤毛即是运动类器官。3个体微小，一般在250um以下，大的可达30-60mm。4一般不具硬壳，仅少数具骨骼或外壳。5生活环境分布广泛，主要生活在海水、淡水，也有寄生在其它生物体内，或土壤中。二、原生动物门的分类：根据运动细胞器的有无和类型，分为四个纲： 1鞭毛虫纲 具鞭毛，如眼虫2纤毛虫纲 具纤毛，如草履虫3肉足虫纲 具伪足，又分为若干亚纲，其中以有孔虫亚纲最重要4孢子虫纲 无运动细胞器，孢子繁殖，如单房孢子虫三、有孔虫亚纲1特征（1）具伪足（分枝多）的微小单细胞动物，多具矿物质硬壳，少数外壳具有房室。（2）壳形繁多。（3）多数海生，少数生活在泻湖、河口半咸水中，极个别生活淡水中。2有孔虫亚纲的分类目 壳壁部分 壳壁分层性，隔壁褶皱、旋脊 时代网足虫目 假几丁质、薄膜状 不分层 3现代串珠虫目 胶结壳 不分层 3现代内卷虫目 分泌钙质壳 不分或分层，可具假旋脊 OT蜓目 分泌钙质壳 分层，隔壁褶皱，具旋脊拟旋脊 CP小粟虫目 分泌钙质壳 不分层 C现代轮虫目 分泌钙质壳
