《生命史中的進化事》PPT課件

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1、第五章生命史中的進化事件及地球歷史中的生命記錄本章重點：了解生命史中的進化事件及地球歷史中各階段的生命記錄。一、生命史中的進化事件二、地球歷史中的生命記錄三、生命史研究的新進展和新問題一、生命史中的進化事件縱觀地球生命整個歷史，從生命起源到人類文明，大致可區(qū)分為3個階段，即：①前生命的化學進化階段，②生物學進化階段，③文化進化與生物學進化并行和相互制約階段。地球上最早的細胞生命的誕生，即具有與外界分隔的生物膜，同時又有內(nèi)部膜分隔的、有形態(tài)學特征的、有個性的生命的最初出現(xiàn)，標志著前生命的化學進化的完成和生物學進化的開始。從最早的細胞生命

2、出現(xiàn)開始的生物學進化，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)時代，歷時38億年之久。在顯生宙末的最近的幾千年，地球上的人類進入文明階段，從此，生物圈的進化愈來愈受人類活動的影響和控制，人類文化進化與生物的進化相互作用、相互制約，這就是生命史最后一個階段的特征。一、生命史中的進化事件一）光合作用和光合自養(yǎng)生物的起源及有關的地質(zhì)記錄綜合地質(zhì)學、古生物學、分子生物學的多方面證據(jù)，可以得出如下結論：光合自養(yǎng)的、化能自養(yǎng)的和異養(yǎng)的生物差不多同時起源于太古宙早期。早太古代未變質(zhì)的或輕

3、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（SwazilandSuPergroup）；另一處在澳大利亞，即皮爾巴拉超群（PilbaraSupergroup）。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（WarrawoonaGroup）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）。國際專家小組共同研究了瓦拉伍那群的燧石薄片后，一致認定其中保存有真正的微生物遺體化石（Awramik等，1983），某些絲狀微化石類似現(xiàn)代的絲狀

4、藍菌。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，疊層石是藍菌和其他微生物生命活動的產(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。從沉積學分析和穩(wěn)定碳同位素組成來看，這些碳可能來源于太古宙的生物有機碳，其中可能包含光合自養(yǎng)生物合成的有機碳。地殼中的碳元素主要以兩種形式存在：一是氧化碳，即碳酸鹽碳；另一種是還原碳，即有機碳。沉積巖中還原碳幾乎

5、都是生物成因的有機碳，通常以干酪根（kerogen）的形式存在。據(jù)統(tǒng)計，全球沉積巖的有機碳平均含量為0．5％～0．6％，總量達1．2×1022g。1000多個不同時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，有機碳含量值近乎恒定，即在0．4％到0．6％之間變動。如果承認巖石中的有機碳來源于生物的初級生產(chǎn)[據(jù)考查現(xiàn)代底棲的原核生物的初級生產(chǎn)力為（8～12g）·d-1·m-2］，前顯生宙的主要初級生產(chǎn)者是原核生物，那么可以推斷，地球上的生物固定碳的過程可能有38億年的歷史了。

6、美國W.Schopf在澳大利亞西北頂峰35億年燧石層中發(fā)現(xiàn)最古老的藍綠藻化石。二）多細胞化和后生動、植物的起源多細胞化是生物組織化水平的又一次大提高，這一進化事件奠定了地球上一切高級生命產(chǎn)生和發(fā)展的基礎，其生物學意義在于：（1）生物個體體積的顯著增大，大的體積是組織分化和器官形成的必要條件；（2）生物結構與功能的復雜化：生物個體在細胞組織分化的礎上形成功能?；钠鞴傧到y(tǒng)，提高了生物適應能力并擴大了對環(huán)境適應的范圍；（3）多細胞生物個體發(fā)育過程涉及的遺傳調(diào)控機制復雜化：單細胞生物只涉及細胞內(nèi)調(diào)控，多細胞涉及細胞間的調(diào)控；（4）生物個體內(nèi)

7、環(huán)境的相對穩(wěn)定；（5）個體壽命延長。1.多細胞生物的結構形式和組織化等級1）原核生物的多細胞結構形式元古宙的藍菌化石在形態(tài)上有兩種類型：一是單個細胞的形式，分散或者無規(guī)則地隨機聚集；另一種形式是多個細胞大致有規(guī)律地排列或聚集成細胞集群（colonies）。2）真核生物的多細胞結構形式和組織化等級真核生物的結構可以歸納為四個組織化等級：a．單細胞的（例如原生生物Protista）；b．多核體（coenocyet）；c．細胞集群：由一定數(shù)目的細胞排列成一定形態(tài)的定形集群和由不定數(shù)目的細胞排列成不定形態(tài)的不定形集群；d．組織（tissues

8、）：達到組織等級的生物結構最初顯示出個體表面部分與內(nèi)部的分化（皮層或皮組織的分化），營養(yǎng)部分與生殖部分的分化；營養(yǎng)部分進而分化出具有支撐功能和防護功能的硬組織，以及行使各種營養(yǎng)功能的器官系統(tǒng)。3)多細胞植物的起源及有關的