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1、第五章,脊椎古生物,古植物,动物界各门类演化谱系,1、概述,脊索为脊柱所取代 有头、躯干和尾的分化（有头类）躯干部具附肢(偶鳍或四肢）除无颌类外，均具备上、下颌 具完善的中枢神经系统 具内骨骼,脊椎动物亚门(Vertebrata),两个超纲，九个纲：鱼形超纲(Pisces)无颌纲(Agnatha)盾皮纲(Placodermi)软骨鱼纲(Chondrichthyes)棘鱼纲(Acanthodii)硬骨鱼纲(Osteichthyes)四足超纲(Tetrapoda)两栖纲(Amphibia)爬行纲(Reptilia)鸟纲(Aves)哺乳纲(Mammalia),卵生 变温,胎生 肺呼吸 有羊膜 恒温,
2、2、脊椎动物亚门 分类,1）一般特征,身体纺锤形、流线型 不具五趾肢骨，但发育鳍 全部水生、冷血、鳃呼吸 CambrianRecent，现代全盛,3、鱼形动物,鱼形动物各部名称,奇鳍：位于身体对称面上，有背鳍、臀鳍、尾鳍 偶鳍：位于身体的两侧，有胸鳍、腹鳍 鳍棘：鳍内部的骨质棘 尾鳍：鱼类重要运动器官,2）鱼形动物的鳍,根据尾部脊柱的延伸状况及尾鳍的形态，分为：原尾、歪尾、倒歪尾、对生尾、正形尾、桥尾,2）鱼形动物的鳍,对生尾、原尾尾椎延伸到尾鳍的末端，鳍叶背腹对称 歪形尾尾部脊柱延入尾鳍上叶，上叶比下叶长,2）鱼形动物的鳍,倒歪尾尾部脊柱延入尾鳍下叶，下叶大于上叶 半歪尾尾鳍外形接近正形尾，
3、尾部脊柱略下扬 正形尾尾鳍背腹叶几乎完全对称，脊柱有2-3 节稍向上弯,盾鳞：外形似盾，基板部分埋于皮层内，尖锥状棘突露出体外。软骨鱼类 硬鳞：多为菱形，厚板状，表面具珐琅质层。原始硬骨鱼类,3）鱼形动物的鳞,3）鱼形动物的鳞,无颌纲-头甲鱼（D1）,鱼类化石,盾皮纲-沟鳞鱼（D3）,鱼类化石,棘鱼纲-棘鱼（D1）,鱼类化石,软骨鱼纲-裂口鲨（D3）,鱼类化石,硬骨鱼纲-中华弓鳍鱼（J3）、狼鳍鱼（K1）,鱼类化石,硬骨鱼纲，总鳍鱼亚纲-拉蒂迈鱼（Rec.）,鱼类化石,侏罗纪鱼类化石Germany（图）,根据化石记录及推测，现代各种鱼类由盾皮鱼发展演化而来。该化石发现于S纪后期地层中，繁盛于D
4、纪。具成对鼻孔、颌及偶鳍，从而增强了感觉、取食、运动的能力。软骨鱼 盾皮鱼 硬骨鱼,4）鱼类的演化,泥盆纪鱼类（图）,1）一般特征,个体变态发育：幼体鳃呼吸，无成对附肢，生活于水中；成年肺呼吸，具四肢，但需靠湿润的皮肤(富于腺体)帮助呼吸 头骨多扁平，骨片数目较鱼类减少，鳃盖骨化，体外皮肤厚或披有骨甲,4、两栖纲(Amphibia),有些类别的牙为迷齿型 具四肢、具内鼻孔、分 化有颈椎 D3产生，CP繁盛，直 至现在,1）一般特征（续）,肺呼吸，但肺不完备，用皮肤辅助呼吸 五趾的四肢，陆上支持身体和运动 身披骨甲或富粘液的皮层，生活于阴湿处，防止水分的蒸发,2）两栖类登陆的条件,玄武蛙,两栖纲
5、化石,可能是由鱼形动物中的总鳍鱼类演化而来：总鳍鱼类中有一类具内鼻孔及肉质偶鳍，能够在环境多变的淡水水域中生活。但也有人认为肺鱼类可能是有尾两栖类的祖先,3）两栖类动物的起源,由鱼形动物的一支演化过来,过渡型化石：晚泥盆世-早石炭世(D3-C1)的鱼石螈最早原始两栖类,过渡型化石：晚泥盆世早石炭世的鱼石螈 具鱼类特征：牙齿、头骨、脊椎骨、肢骨等与古总鳍鱼类相似 具两栖动物特征：五趾形四肢，无鳃盖片、二个枕髁等显示陆生脊椎动物特征,两栖类与鱼类的过渡型化石,泥盆纪肺鱼（肉鳍鱼亚纲）,迷齿类,总鳍鱼类,总鳍鱼类(肉鳍鱼亚纲)与原始两栖类的比较,脊椎动物首次成功登上陆地，是脊椎动物进化史上的一件大事
6、，为全面征服陆地打下了重要基础。但两栖类仍然未能真正摆脱水环境：在水中产卵，幼体生活在水中 成年后肺和皮肤不够完备，不能远离水，只能在水边的陆地上生活 四肢不够强、不够坚固,4）两栖纲的进化意义,1）一般特征,头骨骨片减少，具一个枕髁，头骨具颞颥孔 四肢强大，趾端具爪 肺呼吸，个体发育不变态 脊柱发达，分化为颈椎、躯干椎（胸腰椎）、荐椎、尾椎 C3Rec.中生代繁盛,5、爬行纲(Reptilia),卵外有一层石灰质的硬壳，壳内有一层不透水的纤维质薄膜（羊膜），防止卵的变形、损伤和水分蒸发。卵内充满羊水，还有提供营养的卵黄和容纳排泄物的尿囊 它是动物征服陆地、在陆上繁殖的重大进步,2）羊膜卵的产
7、生,羊 膜 卵,颞颥孔：位于眼眶之后，为颌肌附着处,3）爬行类的颞颥孔,颞颥孔类型,恐龙：是爬行纲双孔亚纲的蜥臀目和鸟臀目的俗称，而不是生物分类单元。命名时可称 龙，而不能称 恐龙,4）爬行纲中的恐龙,恐龙化石代表,恐龙化石代表（马门溪龙）,恐龙化石代表（青岛龙）,恐龙化石代表（禄丰龙）,恐龙化石代表（霸王龙）,恐龙化石代表（翼指龙）,恐龙化石代表（准噶尔龙）,恐龙蛋化石,蒙古 K,由两栖动物的一支演化过来 过渡型化石：早二叠世的蜥螈（现置两栖纲）,5）爬行纲的起源：,过渡型化石：早二叠世的蜥螈（现置两栖纲）具两栖类特征：头像两栖类，颈不明显，牙迷齿型，头骨后面有耳凹 具爬行类特征：躯干和尾像
8、爬行类，一个枕髁，脊椎骨形态，趾骨数目,爬行类与两栖类的过渡型化石（蜥螈）,蜥螈(P1)复原图,恐龙起源及其相互关系,双弓亚纲,下孔亚纲,缺弓亚纲,阔弓亚纲,爬行类分类和演化,恐龙的演化,中生代海相爬行类,1）主要特征,最成功的 飞行 脊椎动物 具有高而 恒定的体温C)，减少了对环境的依赖性 身体流线型，具 羽毛，前肢成翼，骨骼致密轻巧，髓腔大 具有发达的神经系统和感官 具有较完善的繁殖方式（造巢、孵卵、育雏），保证后代有较高的成活率 J-Rec.,6、鸟纲(Aves),始祖鸟：具羽毛，但其余骨骼特点均与爬行类一致，如有尾、有牙，前肢末端具爪。德国巴伐利亚晚侏罗世 中华龙鸟：也同时具有鸟类和爬
9、行类的特点，但有人认为它是一只恐龙。我国辽西侏罗纪地层中,2）鸟纲(Aves)重要化石,始祖鸟化石,始祖鸟化石,始 祖 鸟（图）,始 祖 鸟（图）,中华龙鸟（图）,“中华龙鸟”化石(辽宁北票白垩纪早期),起源：由爬行纲的一支演化过来 过渡型化石：始祖鸟、中华龙鸟 具爬行类特点：头骨双孔型，无喙，颌上有齿，胸椎彼此未愈合，尾椎多达20个，骨骼不中空，前肢具三个分开的肢 具鸟类的特征：全身披羽毛，前肢基本成翼，后肢及腰带似鸟类,3）鸟纲起源,翼龙翅膀与鸟类和蝙蝠的比较,1）主要特征,最高等的脊椎动物 具有高度发达的神经系统和感官，能适应多变的环境条件 牙齿分化，出现口腔咀嚼和消化，提高了对能量的摄
10、取 身体结构比爬行动物更进化和坚固，一般具快速运动的能力 恒温、胎生、哺乳 T-Rec.,7、哺乳纲(Mammalia),门齿：切割食物，位于颌骨中央最前位置，犬齿：撕裂食物，位于门齿之后，长尖锥形 臼齿：咬、压、切、磨等功能，方形或圆柱形 根据食性不同,臼齿又可分出不同类型,（易保存成化石）,2）哺乳动物的牙齿,哺乳动物的牙齿（图解）,臼齿根据齿形态和食性关系 分为几种类型：切尖型：牙尖三个尖，相当尖锐。食肉动物，如虎、狗、刺猬等 脊齿型：牙尖连成脊，有的脊呈新月形。食草动物，如象、马、牛、羊等 瘤齿型：牙尖低圆呈瘤状。杂食动物，如人、熊猫、猪等,哺乳动物的牙齿-臼齿的分类,臼齿的类型,人类
11、出现到现代，大约经历了2-3Ma，属灵长目 据目前研究，人是由猿演化来森林古猿腊马古猿南方古猿人,3）人类的起源和发展（1）,臼齿具五尖以及 具有Y型沟槽,大猩猩,上颌骨平坦，下颌骨U形等表明其为类人猿而非人类,(N1),森林古猿,森林古猿复原图,1、窄圆弧形齿系,2、无需犬齿自卫,3、大齿基本上在后,特征已非常接近人科,上腭骨及齿系,大猩猩,腊玛古猿,人,(N12-N2),腊玛古猿,具有猿和人的混合特征 与人相似：面部突出，颌骨大，眉脊发育；犬齿和门齿小没有齿隙；臼齿齿尖钝圆；第一前臼齿双尖 与猿相似：头骨高圆，中矢嵴发育 南非、东非、亚洲南部（湖北西部、爪哇）,南方古猿,南方古猿与直立人的
12、关系,人的演化分4个阶段：早期猿人（能人Homo habilis）,发现在非洲的东部（坦桑尼亚）和南部（肯尼亚），已能直立行走,3）人类的起源和发展（2）,250万年160万年前,直立行走,齿系比现代人类强壮,脑容量600-700cc，与现代类人猿类似，约为智人的一半,会用动物角、骨和齿制作原始工具，不会用火。,能人的特点,坦桑尼亚奥杜韦峡谷 下更新统 肯尼亚多尔夫湖东岸 下更新统,已能制造工具，用火。北京猿人、兰田人、元谋人,晚期猿人（直立人Homo erectus）,1、脑容量750-1300cc,现代人1200-1500cc,2、高眉骨，颌骨前伸,3、会用火，制造原始 石器（带木柄的石斧
13、）,180万年20万年前,北京猿人,直立人（Homo erectus）的特点,更新世（旧石器时代）的石器,直立人,能人,能人与直立人的工具,也称尼安德特人，可能会取火，制作工具水平比前提高，并能守猎。中国的长阳人、丁村人、马坝人,早期智人（古人Homo sapiens neanderthalensis）,20万年10万年前,粗眉骨，下巴不突出，身材矮小粗壮，制造石质工具（矛、刀等），文化（随葬工艺品）,早期智人-尼安德特人的特点,会制造复杂的工具，能取火，猎兽，捕鱼等，基本上与现代人无多大区别。如广西柳江人、四川资阳人、内蒙河套人、周口店山顶洞人,后期智人（新人Homo sapiens sap
14、iens）,10万年5万年前,后期智人（,眉骨变小，颅骨高度增大，额部隆起。精制矛、针等；文化（石刻、木刻、绘画）,晚期智人（新人）-克鲁马努人的特点,工艺品,晚期智人,灵长类（包含人类）化石,起源：爬行动物的一支演化过来 过渡类型化石：多源，最有可能起源于三列齿兽类，犬齿兽类，包氏兽形类 具爬行动物的基本特点 具哺乳动物的特征：牙齿极度分化（分化为门齿、犬齿、和颊齿），头部骨片减少，颞颥孔与眼眶孔相通,4）哺乳动物的起源,爬行类向哺乳类演化下颌骨的变化,颌的出现：有效捕食（棘鱼、盾皮鱼开始），在进化中 有重要意义 水生陆生：进化史上又一里程碑（水陆两栖）羊膜卵：它的出现是进化史上的第三件大事，完全脱离 水，成为真正的陆生动物 变温恒温，卵生 生：能适应复杂多变的环境，加 快了动物发展的步伐，以致最后产生人类,8、脊椎动物演化中的几件大事,-最早发现于中寒武世澄江动物群中 泥盆纪：鱼类的时代 石炭-二叠纪：两栖类的时代 中生代：爬行动物时代 新生代：哺乳动物时代，鸟类、硬骨鱼类全面发展,9、脊椎动物的地史分布,
