早期地球與早期生命

1、第一章第一章 早期地球與早期生命早期地球與早期生命 化石探秘化石探秘 一、早期地球一、早期地球 1 1、宇宙的形成、宇宙的形成 2 2、早期地球、早期地球 第一章第一章 早期地球與早期生命早期地球與早期生命 化石探秘化石探秘 一、早期地球一、早期地球 1 1、宇宙的形成、宇宙的形成 10-34厘米厘米的超微小宇宙在僅僅的超微小宇宙在僅僅10-34秒秒之內(nèi)迅速之內(nèi)迅速 膨脹了膨脹了10100倍倍，這稱為，這稱為“暴脹暴脹” 。 所謂所謂10-34秒秒，就是，就是1秒秒的的一萬億分之一的一萬一萬億分之一的一萬 億分之一的一百億分之一億分之一的一百億分之一。 該暴脹相當(dāng)于該暴脹相當(dāng)于1厘米厘米伸長為

2、伸長為10100厘米厘米，亦即以，亦即以 厘米為單位來測量，厘米為單位來測量，1的后面加的后面加100個(gè)個(gè)0。 第一章第一章 早期地球與早期生命早期地球與早期生命 化石探秘化石探秘 一、早期地球一、早期地球 2 2、早期地球、早期地球 46億年前太陽星云中億年前太陽星云中 分化形成原始地球，溫分化形成原始地球，溫 度較低，輕重元素渾然度較低，輕重元素渾然 一體，尚一體，尚無圈層分異無圈層分異。 原始地球一旦形成，原始地球一旦形成， 有利于吸集更多星子使有利于吸集更多星子使 體積和重量迅速增加，體積和重量迅速增加， 同時(shí)因重力分異、放射同時(shí)因重力分異、放射 性元素蛻變和星體撞擊性元素蛻變和星體撞

3、擊 而增溫。而增溫。 原始地球內(nèi)部達(dá)到原始地球內(nèi)部達(dá)到 熔融狀態(tài)時(shí)，熔融狀態(tài)時(shí)，親鐵元親鐵元 素比重大而下沉形成素比重大而下沉形成 鐵鎳地核，親石元素鐵鎳地核，親石元素 上浮組成地幔和原始上浮組成地幔和原始 地殼地殼。更輕的液態(tài)和。更輕的液態(tài)和 氣態(tài)成分，通過火山氣態(tài)成分，通過火山 噴發(fā)溢出地表形成原噴發(fā)溢出地表形成原 始大氣圈、水圈。始大氣圈、水圈。 地球初始圈層分異地球初始圈層分異 的時(shí)間約在的時(shí)間約在42億年前億年前。 第一章第一章 早期地球與早期生命早期地球與早期生命 化石探秘化石探秘 二、早期生命二、早期生命 1 1、生命的起源、生命的起源 2 2、早期生命、早期生命 第一章第一章

4、早期地球與早期生命早期地球與早期生命 化石探秘化石探秘 二、早期生命二、早期生命 1 1、生命的起源、生命的起源 生命起源于地外生命起源于地外：銀河系別的星球上的生命（細(xì)菌：銀河系別的星球上的生命（細(xì)菌 或孢子）傳到地球上?；蜴咦樱﹤鞯降厍蛏?。 生命起源于地球本身生命起源于地球本身：地球上的無機(jī)物在特定的物地球上的無機(jī)物在特定的物 理化學(xué)條件下形成的各種有機(jī)化合物，經(jīng)過一系列理化學(xué)條件下形成的各種有機(jī)化合物，經(jīng)過一系列 變化后轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)體。變化后轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)體。 有機(jī)化合物形成有機(jī)化合物形成：N、H元素和元素和H2O、CO、 H2S、甲烷等無機(jī)化合物、甲烷等無機(jī)化合物氨基酸、核苷酸、單氨基酸、核

5、苷酸、單 糖等有機(jī)化合物。糖等有機(jī)化合物。 生物大分子形成：生物大分子形成：有機(jī)化合物有機(jī)化合物甘氨酸、甘氨酸、 蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子。蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子。 生命形成：生命形成：多個(gè)生物大分子聚集，形成以多個(gè)生物大分子聚集，形成以 蛋白質(zhì)和核酸為基礎(chǔ)的多分子體系，它具有初步蛋白質(zhì)和核酸為基礎(chǔ)的多分子體系，它具有初步 的生命現(xiàn)象的生命現(xiàn)象從周圍環(huán)境中吸取營養(yǎng)，將廢物從周圍環(huán)境中吸取營養(yǎng)，將廢物 排出體系。排出體系。 第一章第一章 早期地球與早期生命早期地球與早期生命 化石探秘化石探秘 二、早期生命二、早期生命 2 2、早期生命、早期生命 從非生物的化學(xué)進(jìn)化發(fā)展到生物進(jìn)化從非生物的化學(xué)進(jìn)

6、化發(fā)展到生物進(jìn)化 最早化石記錄最早化石記錄35-3835-38億年億年 生物分異生物分異 2020億年前大氣開始充氧億年前大氣開始充氧 從原核生物演化到真核生物從原核生物演化到真核生物 真核生物出現(xiàn)于真核生物出現(xiàn)于1818億年前，繁盛于億年前，繁盛于1010億年前億年前 后生動(dòng)物出現(xiàn)后生動(dòng)物出現(xiàn) EdiacaraEdiacara動(dòng)物群動(dòng)物群(5.9-7.0(5.9-7.0億年億年) ) 大 氣 化 學(xué) 成 分 的 演 化 Grypania cf. spiralis; Negaunei Iron Formation, Pt1 (), Marquette, Michigan (, Schnider

7、 et al, 2002) Han et Ranegar, 10 Jul., 1992, Science, 257(5067): 232-235 伊迪卡拉動(dòng)物群（伊迪卡拉動(dòng)物群（Ediacaran fauna ） 第一章第一章 早期地球與早期生命早期地球與早期生命 化石探秘化石探秘 三、生物演化三、生物演化 腕足動(dòng)物腕足動(dòng)物 軟體動(dòng)物軟體動(dòng)物 節(jié)肢動(dòng)物節(jié)肢動(dòng)物 棘皮動(dòng)物棘皮動(dòng)物 第一章第一章 早期地球與早期生命早期地球與早期生命 化石探秘化石探秘 無脊椎動(dòng)物的兩側(cè)對稱體制進(jìn)一步發(fā)展，出現(xiàn)許無脊椎動(dòng)物的兩側(cè)對稱體制進(jìn)一步發(fā)展，出現(xiàn)許 多帶殼的較高等門類（多帶殼的較高等門類（寒武紀(jì)寒武紀(jì) 5.4億

8、年前億年前） 神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展，中樞神經(jīng)系統(tǒng)集中化，產(chǎn)神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展，中樞神經(jīng)系統(tǒng)集中化，產(chǎn) 生了原始脊索動(dòng)物和脊椎動(dòng)物（無頜綱）（生了原始脊索動(dòng)物和脊椎動(dòng)物（無頜綱）（寒武寒武 紀(jì)紀(jì) 5.4億年前億年前） 陸生植物的出現(xiàn)（陸生植物的出現(xiàn)（志留紀(jì)到泥盆紀(jì)志留紀(jì)到泥盆紀(jì) 4.4-4億年前億年前） 三、生物演化三、生物演化 第一章第一章 早期地球與早期生命早期地球與早期生命 化石探秘化石探秘 魚綱的鰾和鰭分別向肺和足進(jìn)化，動(dòng)物（兩棲綱）魚綱的鰾和鰭分別向肺和足進(jìn)化，動(dòng)物（兩棲綱） 登陸獲得初步成功（登陸獲得初步成功（泥盆紀(jì)泥盆紀(jì) 4億年前億年前） 羊膜卵的出現(xiàn)，從兩棲綱分化出陸生的爬行動(dòng)物羊

9、膜卵的出現(xiàn)，從兩棲綱分化出陸生的爬行動(dòng)物 （晚石炭世晚石炭世 2.8億年前億年前） 從變溫到恒溫的轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生原始哺乳動(dòng)物（從變溫到恒溫的轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生原始哺乳動(dòng)物（三疊三疊 紀(jì)紀(jì) 2.3-1.9億年前億年前） 高等被子植物的出現(xiàn)（高等被子植物的出現(xiàn)（晚三疊世晚三疊世 1.9億年前億年前） 三、生物演化三、生物演化 第一章第一章 早期地球與早期生命早期地球與早期生命 化石探秘化石探秘 靈長類的手和腦的形成，勞動(dòng)工具的創(chuàng)造，語言靈長類的手和腦的形成，勞動(dòng)工具的創(chuàng)造，語言 和概念思維的產(chǎn)生，終于發(fā)展成人類（和概念思維的產(chǎn)生，終于發(fā)展成人類（第四紀(jì)第四紀(jì) 250萬年前萬年前） 三、生物演化三、生物演化 第

10、一章第一章 早期地球與早期生命早期地球與早期生命 化石探秘化石探秘 植物：植物： 志留紀(jì)（志留紀(jì)（4.4億年億年）以前，僅低等菌藻類，完全）以前，僅低等菌藻類，完全 水生水生 S末末-D1-2（4億年前左右億年前左右）：向陸地發(fā)展，產(chǎn)生）：向陸地發(fā)展，產(chǎn)生 莖、葉分化，出現(xiàn)原始維管束，莖表皮角質(zhì)化、莖、葉分化，出現(xiàn)原始維管束，莖表皮角質(zhì)化、 具氣孔具氣孔 三、生物演化三、生物演化 第一章第一章 早期地球與早期生命早期地球與早期生命 化石探秘化石探秘 植物：植物： D2（3.7億年前億年前）：具葉植物大發(fā)展）：具葉植物大發(fā)展 T3（2億年前億年前）：顯花植物祖先出現(xiàn)）：顯花植物祖先出現(xiàn) 三、生物

11、演化三、生物演化 第一章第一章 早期地球與早期生命早期地球與早期生命 化石探秘化石探秘 脊椎動(dòng)物：脊椎動(dòng)物： S3（4億年前億年前）：四足類祖先出現(xiàn)（總鰭魚類中）：四足類祖先出現(xiàn)（總鰭魚類中 的骨鱗魚）的骨鱗魚） D3（3.5億年前億年前）：兩棲類發(fā)生）：兩棲類發(fā)生 C2（2.8億年前億年前）：爬行類發(fā)生（羊膜卵）：爬行類發(fā)生（羊膜卵） 三、生物演化三、生物演化 第一章第一章 早期地球與早期生命早期地球與早期生命 化石探秘化石探秘 三、生物演化三、生物演化 第一章第一章 早期地球與早期生命早期地球與早期生命 化石探秘化石探秘 生物演化的一些特點(diǎn)、規(guī)律：生物演化的一些特點(diǎn)、規(guī)律： 進(jìn)步性發(fā)展進(jìn)步

12、性發(fā)展 進(jìn)化的不可逆性進(jìn)化的不可逆性 相關(guān)律和重演律相關(guān)律和重演律 適應(yīng)、特化、適應(yīng)輻射和適應(yīng)趨同適應(yīng)、特化、適應(yīng)輻射和適應(yīng)趨同 三、生物演化三、生物演化 重演律重演律 適適 應(yīng)應(yīng) 輻輻 射射 適應(yīng)趨同適應(yīng)趨同 適應(yīng)趨同適應(yīng)趨同 第一章第一章 早期地球與早期生命早期地球與早期生命 化石探秘化石探秘 四、生物絕滅四、生物絕滅 第一章第一章 早期地球與早期生命早期地球與早期生命 化石探秘化石探秘 宇宙有邊際、始終嗎？宇宙有邊際、始終嗎？ 生命有始終嗎？生命有始終嗎？ 面對浩瀚、神秘的宇宙，渺小的一個(gè)人的面對浩瀚、神秘的宇宙，渺小的一個(gè)人的 一生怎樣度過才有意義？一生怎樣度過才有意義？ 思考思考 化

13、石探秘化石探秘 下節(jié)預(yù)告下節(jié)預(yù)告 化化 石石 第一章第一章 早期地球與早期生命早期地球與早期生命 化石探秘化石探秘 生物大分子形成：生物大分子形成：有機(jī)化合物有機(jī)化合物甘氨酸、甘氨酸、 蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子。蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子。 第一章第一章 早期地球與早期生命早期地球與早期生命 化石探秘化石探秘 二、早期生命二、早期生命 2 2、早期生命、早期生命 從非生物的化學(xué)進(jìn)化發(fā)展到生物進(jìn)化從非生物的化學(xué)進(jìn)化發(fā)展到生物進(jìn)化 最早化石記錄最早化石記錄35-3835-38億年億年 生物分異生物分異 2020億年前大氣開始充氧億年前大氣開始充氧 從原核生物演化到真核生物從原核生物演化到真核生物 真

14、核生物出現(xiàn)于真核生物出現(xiàn)于1818億年前，繁盛于億年前，繁盛于1010億年前億年前 后生動(dòng)物出現(xiàn)后生動(dòng)物出現(xiàn) EdiacaraEdiacara動(dòng)物群動(dòng)物群(5.9-7.0(5.9-7.0億年億年) ) 第一章第一章 早期地球與早期生命早期地球與早期生命 化石探秘化石探秘 植物：植物： D2（3.7億年前億年前）：具葉植物大發(fā)展）：具葉植物大發(fā)展 T3（2億年前億年前）：顯花植物祖先出現(xiàn)）：顯花植物祖先出現(xiàn) 三、生物演化三、生物演化 第一章第一章 早期地球與早期生命早期地球與早期生命 化石探秘化石探秘 脊椎動(dòng)物：脊椎動(dòng)物： S3（4億年前億年前）：四足類祖先出現(xiàn)（總鰭魚類中）：四足類祖先出現(xiàn)（總鰭魚類中 的骨鱗魚）的骨鱗魚） D3（3.5億年前億年前）：兩棲類發(fā)生）：兩棲類發(fā)生 C2（2.