生命史中的進(jìn)化事ppt課件(已修改)
2025-05-17 02:37 本頁(yè)面
【正文】 第五章 生命史中的進(jìn)化事件及地球歷史中的生命記錄 本章重點(diǎn)： 了解生命史中的進(jìn)化事件及地球歷史中各階段的生命記錄。 一 、 生命史中的進(jìn)化事件 二 、 地球歷史中的生命記錄 三 、 生命史研究的新進(jìn)展和新問(wèn)題 一、生命史中的進(jìn)化事件 ? 縱觀地球生命整個(gè)歷史，從生命起源到人類(lèi)文明，大致可區(qū)分為 3個(gè)階段，即：①前生命的化學(xué)進(jìn)化階段，②生物學(xué)進(jìn)化階段，③文化進(jìn)化與生物學(xué)進(jìn)化并行和相互制約階段。 ? 地球上最早的細(xì)胞生命的誕生，即具有與外界分隔的生物膜，同時(shí)又有內(nèi)部膜分隔的、有形態(tài)學(xué)特征的、有個(gè)性的生命的最初出現(xiàn)，標(biāo)志著前生命的化學(xué)進(jìn)化的完成和生物學(xué)進(jìn)化的開(kāi)始。從最早的細(xì)胞生命出現(xiàn)開(kāi)始的生物學(xué)進(jìn)化，經(jīng)歷了太古宙（ 38億年前到 25億年前）、元古宙（ 25億年前到6億年前）和顯生宙（ 6億年前至今）三大地質(zhì)時(shí)代，歷時(shí) 38億年之久。在顯生宙末的最近的幾千年，地球上的人類(lèi)進(jìn)入文明階段，從此，生物圈的進(jìn)化愈來(lái)愈受人類(lèi)活動(dòng)的影響和控制，人類(lèi)文化進(jìn)化與生物的進(jìn)化相互作用、相互制約，這就是生命史最后一個(gè)階段的特征。 ? 一、生命史中的進(jìn)化事件 一）光合作用和光合自養(yǎng)生物的起源及有關(guān)的地質(zhì)記錄 ? 綜合地質(zhì)學(xué)、古生物學(xué)、分子生物學(xué)的多方面證據(jù)，可以得出如下結(jié)論：光合自養(yǎng)的、化能自養(yǎng)的和異養(yǎng)的生物差不多同時(shí)起源于太古宙早期。 ? 早太古代未變質(zhì)的或輕變質(zhì)的沉積巖在世界上只發(fā)現(xiàn)于兩處：一處在南非，即斯瓦茲蘭超群（ Swaziland SuPergroup）；另一處在澳大利亞，即皮爾巴拉超群（ Pilbara Supergroup）。在斯瓦茲蘭超群的翁維瓦特群（ OnverwarchtGroup）和及皮爾巴拉的瓦拉伍那群 （ Warrawoona Group）中都有未變質(zhì)的燧石和碳酸鹽巖，而且在其中都找到了微生物遺體化石和疊層石（ Awramik， 1991）。國(guó)際專(zhuān)家小組共同研究了瓦拉伍那群的燧石薄片后，一致認(rèn)定其中保存有真正的微生物遺體化石（ Awramik等， 1983），某些絲狀微化石類(lèi)似現(xiàn)代的絲狀藍(lán)菌。在南非的斯瓦茲蘭超群和澳洲的瓦拉伍那群的碳酸鹽巖中都有層狀和柱狀的疊層石，疊層石是藍(lán)菌和其他微生物生命活動(dòng)的產(chǎn)物，一般被視為光合作用和光合微生物存在的可靠證據(jù)。瓦拉伍那沉積巖的同位素年齡為 35億年，斯瓦茲蘭超群的年齡為 31～ 33億年。 一）光合作用和光合自養(yǎng)生物的起源及有關(guān)的地質(zhì)記錄 在上述太古宙沉積巖中還含有較高的還原碳。從沉積學(xué)分析和穩(wěn)定碳同位素組成來(lái)看，這些碳可能來(lái)源于太古宙的生物有機(jī)碳，其中可能包含光合自養(yǎng)生物合成的有機(jī)碳。 地殼中的碳元素主要以?xún)煞N形式存在：一是氧化碳，即碳酸鹽碳；另一種是還原碳，即有機(jī)碳。沉積巖中還原碳幾乎都是生物成因的有機(jī)碳，通常以干酪根 （ kerogen）的形式存在。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球沉積巖的有機(jī)碳平均含量為 0． 5％～ 0． 6％，總量達(dá) 1． 2 1022g。 1000多個(gè)不同時(shí)代的沉積巖樣品的分析數(shù)據(jù)顯示，從 38億年前形成的格陵蘭的依蘇阿（ Isua）最古老的巖石到顯生宙最新的沉積巖，有機(jī)碳含量值近乎恒定，即在 0． 4％到 0． 6％之間變動(dòng)。如果承認(rèn)巖石中的有機(jī)碳來(lái)源于生物的初級(jí)生產(chǎn) [據(jù)考查現(xiàn)代底棲的原核生物的初級(jí)生產(chǎn)力為（ 8～ 12g） d1m2］，前顯生宙的主要初級(jí)生產(chǎn)者是原核生物，那么可以推斷，地球上的生物固定碳的過(guò)程可能有 38億年的歷史了。 美國(guó) 35億年燧石層中發(fā)現(xiàn)最古老的藍(lán)綠藻化石 。 二）多細(xì)胞化和后生動(dòng)、植物的起源 ? 多細(xì)胞化 是生物組織化水平的又一次大提高，這一進(jìn)化事件奠定了地球上一切高級(jí)生命產(chǎn)生和發(fā)展的基礎(chǔ)，其生物學(xué)意義在于： （ 1） 生物個(gè)體體積的顯著增大 ，大的體積是組織分化和器官形 成的必要條件； （ 2） 生物結(jié)構(gòu)與功能的復(fù)雜化 ：生物個(gè)體在細(xì)胞組織分化的礎(chǔ) 上形成功能專(zhuān)化的器官系統(tǒng)，提高了生物適應(yīng)能力并擴(kuò)大了 對(duì)環(huán)境適應(yīng)的范圍； （ 3）多細(xì)胞生物個(gè)體發(fā)育過(guò)程涉及的 遺傳調(diào)控機(jī)制復(fù)雜化 ：?jiǎn)? 細(xì)胞生物只涉及細(xì)胞內(nèi)調(diào)控，多細(xì)胞涉及細(xì)胞間的調(diào)控； （ 4）生物個(gè) 體內(nèi)環(huán)境 的相對(duì)穩(wěn)定； （ 5）個(gè)體 壽命 延長(zhǎng)。 1）原核生物的多細(xì)胞結(jié)構(gòu)形式 元古宙的藍(lán)菌化石在形 態(tài)上有兩種類(lèi)型：一是單個(gè)細(xì) 胞的形式，分散或者無(wú)規(guī)則地 隨機(jī)聚集；另一種形式是多個(gè) 細(xì)胞大致有規(guī)律地排列或聚集 成細(xì)胞集群（ colonies）。 2）真核生物的多細(xì)胞結(jié)構(gòu)形式和組織化等級(jí) 真核生物的結(jié)構(gòu)可以歸納為四個(gè)組織化等級(jí)： a．單細(xì)胞的（例如原生生物 Protista）； b．多核體（ coenocyet）； c．細(xì)胞集群：由一定數(shù)目的細(xì)胞排列成一定形態(tài)的定形集群和由不定數(shù)目的細(xì)胞排列成不定形態(tài)的不定形集群； d．組織（ tissues）：達(dá)到組織等級(jí)的生物結(jié)構(gòu)最初顯示出個(gè)體表面部分與內(nèi)部的分化（皮層或皮組織的分化），營(yíng)養(yǎng)部分與生殖部分的分化；營(yíng)養(yǎng)部分進(jìn)而分化出具有支撐功能和防護(hù)功能的硬組織，以及行使各種營(yíng)養(yǎng)功能的器官系統(tǒng)。 3)多細(xì)胞植物的起源及有關(guān)的化石記錄 貴州中部震旦系陡山沱組的磷塊巖（年齡大約為 6． 0億年）中發(fā)現(xiàn)了保存著細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)的多種形式的植物化石 . ，可能是浮游的 : 。后者是適應(yīng)于底棲的 寒武系底部（相當(dāng)于大約 5～ 5． 3億年前的沉積）多門(mén)類(lèi)的無(wú)脊椎動(dòng)物化石（節(jié)肢動(dòng)物、軟體動(dòng)物、腕足動(dòng)物和環(huán)節(jié)動(dòng)物
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