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1、古生物地层学项学学时目目数数分章分章题目目（或每部分（或每部分题目）目）学学时分配分配合合计讲课实验上机上机习题讨论第一部分第一部分古生物学古生物学161430第二部分第二部分地地层学学18624合合计讲课34学学时，实验20学学时，考，考查2学学时，总计56学学时课程各教学环节学时分配课程各教学环节学时分配 第一章 生物界及其进化 1969年韦他凯尔（年韦他凯尔（Whittaker）根据）根据细胞结构细胞结构和和营营养类型养类型将生物分为五界：将生物分为五界：原核生物界原核生物界：没有细胞核的单细胞生物，主要是细菌和蓝没有细胞核的单细胞生物，主要是细菌和蓝绿藻。绿藻。原生生物界：原生生物界：
2、比较原始的真核生物，是具细胞核的单细胞比较原始的真核生物，是具细胞核的单细胞生物，包括藻类生物和原生生物类。生物，包括藻类生物和原生生物类。植物界植物界：可以依靠叶绿素等色素进行光合作用，将无机物可以依靠叶绿素等色素进行光合作用，将无机物转化为有机物并获取能量而营自养生活转化为有机物并获取能量而营自养生活。真菌界真菌界：是低等的真核生物，只能直接从外部环境吸收化是低等的真核生物，只能直接从外部环境吸收化学物质进行营养代谢并获得能量，如蘑菇、木耳等。学物质进行营养代谢并获得能量，如蘑菇、木耳等。动物界动物界：是靠捕食其他生物获得能量且能运动的生物。是靠捕食其他生物获得能量且能运动的生物。一、进化
3、学说一、进化学说 1 1、生物进化概念、生物进化概念 生物进化是生物进化是生物生物与与其生存环境其生存环境之间相互作用之间相互作用的变化所导致的部分或整个生物种群的变化所导致的部分或整个生物种群遗传遗传组成的组成的一系列一系列不可逆不可逆的改变。的改变。 它包括对新环境的它包括对新环境的适应辐射适应辐射、对环境变化的、对环境变化的调节调节以及以及产生新型生活方式产生新型生活方式以适应变化的环境。以适应变化的环境。这些适应促使生物在发育方式、生理反应以及种这些适应促使生物在发育方式、生理反应以及种群与环境之间相互关系方面产生更复杂的改变。群与环境之间相互关系方面产生更复杂的改变。2、进化思想的先
4、驱、进化思想的先驱 18 18 世纪，法国博物学家世纪，法国博物学家布丰布丰最早科学地涉及最早科学地涉及了进化观念。他认为：了进化观念。他认为： 生物为生存而斗争，繁衍速度要超过资源承生物为生存而斗争，繁衍速度要超过资源承受力；受力； 同一类物种具有共同的祖先，不同类群物种同一类物种具有共同的祖先，不同类群物种没有共同的祖先；没有共同的祖先； 遗传因素和环境因素引起生物演变；遗传因素和环境因素引起生物演变； 物种之间形态有变异，不能相互交配；物种之间形态有变异，不能相互交配； 物种绝灭是不能适应正在变冷的地球。物种绝灭是不能适应正在变冷的地球。3 3、早期系统进化学说的创立、早期系统进化学说的
5、创立 1919世纪，法国博物学家世纪，法国博物学家拉马克拉马克首次比较系统地首次比较系统地提出了一个进化学说。主要观点如下：提出了一个进化学说。主要观点如下： 生物进化的原因：低级生物（植物和无脊椎生物进化的原因：低级生物（植物和无脊椎动物）进化是由于对环境缓慢变化而无意识地生动物）进化是由于对环境缓慢变化而无意识地生理反应引起的；脊椎动物进化则是受内在意志或理反应引起的；脊椎动物进化则是受内在意志或欲望及器官的使用程度影响，即器官使用法则欲望及器官的使用程度影响，即器官使用法则（用（用进废退法则进废退法则），如洞穴鱼类眼睛的退化；），如洞穴鱼类眼睛的退化； 获得性遗传：后天所获得的进步性状可
6、以遗获得性遗传：后天所获得的进步性状可以遗传下去，如铁匠强壮的肌肉会遗传给后代。传下去，如铁匠强壮的肌肉会遗传给后代。4近代进化论的奠基者近代进化论的奠基者达尔文达尔文 18591859年，英国博物学家达尔文出版年，英国博物学家达尔文出版物种起源物种起源一书，给自然科学带来新的世界观。达尔文在一书，给自然科学带来新的世界观。达尔文在书中提供了大量证据说明生物是通过自然选择而书中提供了大量证据说明生物是通过自然选择而进化的。达尔文进化学说主要内容包括变异和遗进化的。达尔文进化学说主要内容包括变异和遗传、自然选择和性状分歧，认为生物的进化速度传、自然选择和性状分歧，认为生物的进化速度主要是渐变的。
7、主要是渐变的。 适行生存适行生存（自然选择）是达尔文进化论的核（自然选择）是达尔文进化论的核心。心。 5 5、大进化与小进化、大进化与小进化 进化可以在生物组织的不同层次上发生。发进化可以在生物组织的不同层次上发生。发生在种内个体和居群层次上的进化称为小进化。生在种内个体和居群层次上的进化称为小进化。 种和种以上分类群的进化被定义为大进化。种和种以上分类群的进化被定义为大进化。 生物学家研究现生生物居群和个体在短时间生物学家研究现生生物居群和个体在短时间内的进化，就是小进化。内的进化，就是小进化。 生物学家和古生物学家在研究现代生物和古生物学家和古生物学家在研究现代生物和古生物资料基础上，研究
8、种和种以上高级分类群在生物资料基础上，研究种和种以上高级分类群在长时间（地质时间）内的进化现象，即大进化。长时间（地质时间）内的进化现象，即大进化。6、小进化的机制、小进化的机制 （l l）突变突变：生物体的：生物体的DNADNA发生改变。发生改变。 （2 2）迁移迁移：居群间的个体移动或基因流动：居群间的个体移动或基因流动 。 （3 3）遗传漂变遗传漂变：由于偶然性所造成的小居群遗传：由于偶然性所造成的小居群遗传结构改变的进化机制结构改变的进化机制 。 （4 4）适应适应：在生物组织层次上，结构都与功能相：在生物组织层次上，结构都与功能相适应。适应。 （5 5）自然选择自然选择：具有最适应环
9、境条件的有利变异：具有最适应环境条件的有利变异的个体有较大的生存和繁衍机会。的个体有较大的生存和繁衍机会。 7、大进化的型式、大进化的型式（1）适应辐射适应辐射：适应辐射指的是从一个祖适应辐射指的是从一个祖先类群，在较短时间内迅速地产生许多新先类群，在较短时间内迅速地产生许多新物种。物种。（2）趋同与平行演化趋同与平行演化：趋同是指不同祖先：趋同是指不同祖先的生物类群，由于相似的生活方式，整体的生物类群，由于相似的生活方式，整体或部分形态构造向同一方向改变。或部分形态构造向同一方向改变。（3）线系渐变与间断平衡线系渐变与间断平衡：二、物种及其种的形成二、物种及其种的形成 1、物种的概念、物种的
10、概念生物种是指可以相互交配而且与其他种群的个体有生生物种是指可以相互交配而且与其他种群的个体有生殖隔离的自然群体。换句话说，生物种即指在自然环境殖隔离的自然群体。换句话说，生物种即指在自然环境状况下所有潜在的能相互交配，并能生育后代的群体。状况下所有潜在的能相互交配，并能生育后代的群体。2、成种作用、成种作用一个物种内部分异而形成新种的过程就是种的形成，一个物种内部分异而形成新种的过程就是种的形成，意味着一个线系的分支事件。另一种情况是一个物种经意味着一个线系的分支事件。另一种情况是一个物种经进化在表型上发生显著改变，产生新种。进化在表型上发生显著改变，产生新种。（1 1）形成有机化合物阶段）
11、形成有机化合物阶段 有机化合物有机化合物（氨基酸、核甘酸、（氨基酸、核甘酸、多糖、类蛋白质、脂肪酸）多糖、类蛋白质、脂肪酸）三、地球生命产生的三个阶段三、地球生命产生的三个阶段原始海洋中的原始海洋中的无机物无机物（N N、H H、O O、COCO、COCO2 2、 H H2 2O O、NHNH3 3、H H2 2S S、HCLHCL、甲、甲烷）紫外线紫外线 电离辐射电离辐射 高温高温 高压高压 有机化合物有机化合物（氨基酸、脂肪酸、核苷（氨基酸、脂肪酸、核苷 酸、多糖、类蛋白质）酸、多糖、类蛋白质） 在原始海洋中聚合在原始海洋中聚合 复杂有机物复杂有机物（甘氨酸、蛋白质、核酸（甘氨酸、蛋白质、
12、核酸 等等生物大分子）生物大分子）（2）形成生物大分子阶段形成生物大分子阶段 复杂有机物（甘氨酸、蛋白质、核酸 等生物大分子） 多个生物大分子聚集 蛋白质和核酸为基础的多分子体系， 它具有初步的生命现象，从周围环境 中吸取营养，亦能将废物排出体外 从此 生命开始从化学进化转入生物进化阶段（3）形成生命阶段形成生命阶段相关概念相关概念: 保存于寒武纪以前岩石中的化石保存于寒武纪以前岩石中的化石-早期生物早期生物 地球年龄约为地球年龄约为4646亿年，而最早的化石记录在亿年，而最早的化石记录在3838亿年亿年-南非东部南非东部BarbertonBarberton镇无花果树组的燧石中的许镇无花果树组
13、的燧石中的许多单细胞生物，球状、棒状，直径多单细胞生物，球状、棒状，直径17-2017-20微米。它们微米。它们可能是一些藻类演化的先驱。可能是一些藻类演化的先驱。 最早的化石记录表明非生物的化学进化发展到生物最早的化石记录表明非生物的化学进化发展到生物进化（最早生物）进化（最早生物）四、早期生物演化四、早期生物演化(经历了经历了4次重大事件次重大事件)事件一事件一:从非生物的化学进化，发展到生物进化从非生物的化学进化，发展到生物进化化石证据：化石证据：加拿大加拿大Ontario西部苏必利尔湖沿岸，前西部苏必利尔湖沿岸，前寒武纪寒武纪Gunflint组（组（20亿年）中，发现的微化亿年）中，发
14、现的微化石有石有8属属12种。表明经种。表明经10多亿年的演化，原核多亿年的演化，原核生物已发展到相当繁盛的程度，这可能与当时生物已发展到相当繁盛的程度，这可能与当时大气开始充氧有关大气开始充氧有关事件二:生物发生分异，多样性增加生物发生分异，多样性增加上：上：2828亿年亿年下：下：33-3533-35亿年亿年Ar叠层石叠层石内原核生内原核生物藻丝体物藻丝体(Australia)外貌类似现代铁锰还原菌外貌类似现代铁锰还原菌 分类位置不明分类位置不明 外貌类似现代藻外貌类似现代藻 (19亿年年)中中的线状细的线状细菌和念珠菌和念珠状蓝绿藻状蓝绿藻澳大利亚澳大利亚Amadens盆地盆地Bitte
15、rSprings组组(10亿年）亿年）发现了发现了4个属的微化石，一个象丝状的蓝绿藻（原个属的微化石，一个象丝状的蓝绿藻（原核生物），核生物），3个属的内部结构似绿藻（真核生物）个属的内部结构似绿藻（真核生物）中国串岭沟组（中国串岭沟组（17.5亿年）已有真核生物宏观藻亿年）已有真核生物宏观藻类的报道类的报道我国华北雾迷山组燧石（我国华北雾迷山组燧石（12-14亿年）绿藻化石亿年）绿藻化石印度、美国、加拿大等国相当的地层中均发现印度、美国、加拿大等国相当的地层中均发现真核生物。真核生物。事件三事件三: :原核生物演化出真核生物原核生物演化出真核生物真核生物出现于真核生物出现于18亿年前，繁盛于
16、亿年前，繁盛于10亿年前亿年前化石证据：化石证据：39 前寒前寒武纪武纪叠层叠层石及石及其藻其藻细胞细胞 澳洲南部澳洲南部EdicaraEdicara崩德砂岩的埃迪卡拉动物群崩德砂岩的埃迪卡拉动物群（5.9-7.05.9-7.0亿年）就是代表。亿年）就是代表。 该动物群该动物群后来在西南非洲、加拿大、西伯利亚、后来在西南非洲、加拿大、西伯利亚、英国、瑞典，以及我国的震旦系中都有发现英国、瑞典，以及我国的震旦系中都有发现Ediacara动物群动物群大部分是腔肠动物：水母、水螅、大部分是腔肠动物：水母、水螅、钵水母、海鳃类等，还有环节动物、节肢动物等。钵水母、海鳃类等，还有环节动物、节肢动物等。事
17、件四事件四: :后生动物出现后生动物出现 化石证据：化石证据： 39 22 Ediacara动物群动物群Ediacaran动物群动物群Ediacaran动动物物群群1、小壳动物群的出现和分异、小壳动物群的出现和分异2、澄江动物群、澄江动物群3、寒武纪生物大爆发、寒武纪生物大爆发4、动物体分化重大事件、动物体分化重大事件5、动植物从水生到陆生发展、动植物从水生到陆生发展6、生物的绝灭与复苏、生物的绝灭与复苏 五、显生宙的生物演化五、显生宙的生物演化显生宙出现了显生宙出现了5 5次次 重大事件：重大事件：n小小壳壳动动物物群群个个体体微微小小(1-2mm)，主主要要为为海海生生无无脊脊椎椎动动物物
18、，包括软舌螺、单板类、腹足类、腕足类等包括软舌螺、单板类、腹足类、腕足类等n小壳动物群始于震旦纪末期，大量繁盛于寒武纪初期小壳动物群始于震旦纪末期，大量繁盛于寒武纪初期n动物界完成了从无壳到有壳的演变，动物界完成了从无壳到有壳的演变，它是继埃迪卡拉它是继埃迪卡拉动物群之后生物界又一次质的飞跃动物群之后生物界又一次质的飞跃五、显生宙的生物演化五、显生宙的生物演化1、小壳动物群的出现和分异小壳动物群的出现和分异（与伊迪卡拉（与伊迪卡拉动物群共生）动物群共生） 早期小早期小壳动物壳动物群群小壳动小壳动物群物群(Siberia)2、澄江动物群澄江动物群 澄江动物群于二十世纪八十年代发现于云澄江动物群于
19、二十世纪八十年代发现于云南澄江、晋宁地区的南澄江、晋宁地区的下寒武下寒武统统(1)(1)。 化化石保存极好（软、硬体），有壳和无石保存极好（软、硬体），有壳和无 壳动物壳动物6161属、属、6767种，包括三叶虫、水母、种，包括三叶虫、水母、 蠕虫类、甲壳类、腕足类、甚至脊索动物蠕虫类、甲壳类、腕足类、甚至脊索动物（鱼类）等。（鱼类）等。39 30 澄江动物群地址39 31 澄江动物群景观复原图澄江动物群景观复原图39 32 澄江动物群中的鱼类n寒寒武武纪纪初初（5.7亿亿年年），动动物物界界出出现现一一次次爆爆发式的大发展发式的大发展n造门的时代，造门的时代，几乎所有具硬体的无脊椎动几乎所有
20、具硬体的无脊椎动物门及绝大部分纲都已出现物门及绝大部分纲都已出现n以节肢动物门三叶虫纲占优势，占以节肢动物门三叶虫纲占优势，占60%，次为腕足动物门，占次为腕足动物门，占30%3、寒武纪生物大爆发、寒武纪生物大爆发n单细胞单细胞多细胞（原生多细胞（原生后生）后生）n最低等多细胞动物最低等多细胞动物两层细胞、无组织，为侧两层细胞、无组织，为侧生动物（海绵动物、古杯动物）生动物（海绵动物、古杯动物）n低等真正后生动物低等真正后生动物两胚层（内、外胚层）、两胚层（内、外胚层）、无典型器官（腔肠动物）无典型器官（腔肠动物）n两胚层两胚层三三胚层，中胚层形成复杂的组织和器胚层，中胚层形成复杂的组织和器官
21、（环节动物、软体动物、节肢动物、腕足动官（环节动物、软体动物、节肢动物、腕足动物、苔藓动物、棘皮动物、脊索动物）物、苔藓动物、棘皮动物、脊索动物）n脊椎动物神经系统的发展脊椎动物神经系统的发展人人类的高级神经系类的高级神经系统统4、动物体分化重大事件、动物体分化重大事件 5、动、动植物植物从从水水生生到到陆陆生生发展发展植物：植物：nS以前，仅低等菌藻类，完全水生以前，仅低等菌藻类，完全水生nS末末-D1-2：向陆地发展，产生茎、叶分化，：向陆地发展，产生茎、叶分化，出现原始维管束，茎表皮角质化、具气孔出现原始维管束，茎表皮角质化、具气孔nD2：具叶植物大发展：具叶植物大发展nT3：显花植物祖
22、先出现：显花植物祖先出现脊椎动物：脊椎动物：nS3：四足类祖先出现（总鳍鱼类中的骨鳞鱼）：四足类祖先出现（总鳍鱼类中的骨鳞鱼）nD3：两栖类发生：两栖类发生nC2：爬行类发生（羊膜卵）：爬行类发生（羊膜卵）nT1：哺乳动物发生（胎生：哺乳动物发生（胎生哺乳）哺乳） 生物的演化中也包括生物的灭绝和复苏生物的演化中也包括生物的灭绝和复苏6、生物的绝灭与复苏、生物的绝灭与复苏（1）灭绝）灭绝extinction生物种系的终止、不留下后代生物种系的终止、不留下后代（2）假灭绝）假灭绝pseudo-extinction生物种系演变为新种系，而旧类别消失生物种系演变为新种系，而旧类别消失 生物种系的自然更
23、替灭绝，一般0.1-1.0种/Ma （3）背景灭绝）背景灭绝backgroundextinction 生物灭绝率突然数十倍地增高波及全球或大区；生态系统发生巨大变化（4）集群灭绝）集群灭绝massextinction地史地史时期时期的重的重大地大地质事质事件件大灭绝后的生物群，通过生物的自组织作用及对新环境的不断适应，逐步回到正常发展水平绝灭绝灭适应适应 回复正常回复正常繁荣繁荣（5）生物复苏）生物复苏bioticrecovery种系代谢种系代谢 父种被其子种所代替而衰退灭亡。种被其子种所代替而衰退灭亡。 生态代谢生态代谢 生物竞争胜利者扩大生存环境，失败生物竞争胜利者扩大生存环境，失败者丧失生活领域以至退出历史舞台者丧失生活领域以至退出历史舞台（6）生物演替）生物演替
