古生物學 1 古生物學-緒論課件

1、古生物學(Paleontology)長江大學地球科學學院肖傳txiao188古生物地史學之10/10/20221古生物學學時分配理論：22學時實驗：14學時教材及參考書目1古生物學與地史學概論，肖傳桃，石油工業(yè)出版社，2007。2古生物學，何心一，地質(zhì)出版社，1988實驗指導書（盡快領?。┕派锏厥穼W實習教案，中國地質(zhì)大學地史古生物教研室10/10/20222第一章 緒 論第一節(jié)古生物學及其研究內(nèi)容第二節(jié)化石的形成及保存類型第三節(jié)古生物的分類和命名10/10/20223第一章 緒論第一節(jié) 古生物學及其研究內(nèi)容一古生物學及其研究內(nèi)容古生物學研究地史時期的生物界及其發(fā)生、

2、發(fā)展規(guī)律和相關地質(zhì)紀錄的學科。其范圍包括各個地史時期地層中保存的一切與古生物有關的資料。包括生物遺體和遺跡，以及與生物活動有關的地質(zhì)記錄。 強調(diào)三個方面 生 物 界 發(fā)生發(fā)展 地質(zhì)記錄10/10/20224二 古生物學所處的位置及其內(nèi)涵10/10/20225四 古生物學的發(fā)展趨勢Paleontology古生物學形態(tài)分類時代TheoreticalPaleontology理論古生物學進化方式進化速率進化機制10/10/20227一 化石古生物學的研究對象定義 古生物學的研究對象, 是指保存在地層中生物的遺體和遺跡。強調(diào)以下三點：生物特征（形態(tài)、結構、文飾、成分、或活動的痕跡。要注意區(qū)分假化石）地質(zhì)

3、歷史時期（1萬年以后，與文物相區(qū)別）巖層中（非現(xiàn)代沉積層）第二節(jié)化石的形成及保存類型10/10/20228生物在死亡后，需經(jīng)過埋藏和漫長地質(zhì)時期的石化作用才能形成化石?；男纬身氂腥缦?個條件：（1）生物本身條件：需要有硬體，以礦質(zhì)硬體最佳。軟體不利于保存。此外，生物個體的豐富程度也很重要。（2）埋藏條件：埋藏速度和埋藏物的性質(zhì)影響化石的保存?？焖俾癫睾图毩３练e物有/不利于化石保存(?)。（3）時間條件：需長時間埋藏，使石化作用得以進行。（4）成巖條件：只有在壓實作用較小/大（？），且重結晶作用輕微/嚴重（？）情況下，才能保存完好的化石。 因此，化石保存和記錄具有不完備性。二 化石的形成條件

4、10/10/202210 三 化石的形成過程生物群：生活在共同的環(huán)境，彼此關系密切的生物群死亡群：各種原因死亡的尸體堆積，有可能非同一生物群埋藏群：堆積埋藏在一起的動物遺體，有混雜或損失化石群：埋藏群經(jīng)過成巖作用10/10/202211 三 化石的形成過程生物群10/10/202212埋藏群10/10/202214化石群10/10/202215從死亡群到埋藏群的變化 -化石埋藏類型判斷標志完整程度：原地埋藏類型化石完整，細微結構未破壞；異地埋藏多破碎。分選：原地埋藏者大小一致（？）、個體發(fā)育不同階段化石均有保存，無分選性；異地埋藏者個體基本一致（？），分選好。兩殼比例：原地埋藏者基本1：1，否

5、則為異地埋藏。生態(tài)類型的保存位置：原地埋藏往往保存生物生存時的位置和狀態(tài)。其他：原地埋藏者，化石的古生態(tài)分析結果和含化石層的沉積環(huán)境一致。否則為異地埋藏。10/10/202217 四 化石保存的不完整性10/10/202218 化石保存的不完整性表現(xiàn)之一種類的不完整性數(shù)量的不完整性種間的不平衡性形態(tài)的不完備性10/10/202219 化石保存的不完整性表現(xiàn)之二常形成化石部分類型形成化石少量化石無化石記錄8個門常形成化石4個門有部分類型形成化石5個門有少量化石18個門無化石記錄10/10/202220五 化石的保存類型（一）化石的石化作用及類型 石化作用：是指埋藏在沉積物中的生物體在成巖作用中經(jīng)

6、過物理、化學作用的改造而成為化石的過程。有如下三種類型：（1）礦質(zhì)充填作用地下水所攜帶的礦物質(zhì)充填到生物硬體組織的孔隙中，使硬體變得更加致密。這種石化作用沒有改變生物體原來的組織結構，但增加了重量和成分。10/10/202221（一）化石的石化作用及類型（2）置換作用交代作用生物硬體被埋藏后，不斷被地下水所溶解，同時又被外來的礦物質(zhì)所充填。常見的有硅化、鈣化和白云石化作用。這種石化作用保持了原來生物硬體的形態(tài)、大小和結構構造（如果溶解和交代速度相當，則可以以分子形式交代，這樣可以看清其細胞結構），但改變了生物硬體的成分。 10/10/202222（二） 化石的保存類型 按化石保存特點不同，可分

7、為實體化石、模鑄化石、遺跡化石和化學化石 1 實體化石（Body fossil) 指地史時期中保存下來的生物遺體，為生物遺體的全部或某一部分。多為骨骼部分。（1）未變質(zhì)實體化石這類化石很少見，只能在特定的情況下保存。他們一般沒有經(jīng)過明顯的變化（氧化）。如琥珀、干尸、細菌、猛犸象等。10/10/2022241 實體化石（2）變質(zhì)實體化石當生物被沉積物掩埋后，經(jīng)過了明顯石化作用而形成的化石。10/10/202225（2） 印?；?mold)具凸凹殼的生物硬體在圍巖表面上留下的印模。包括外模和內(nèi)模。外模生物體的外表部分在圍巖上的印模，它體現(xiàn)了生物體外表的大小、形態(tài)和紋飾。相同相反？內(nèi)膜生物體的內(nèi)面

8、在圍巖上的印模，它反映了生物體內(nèi)表面的大小、形態(tài)和紋飾。相同相反？10/10/202227（2） 印模具凸凹殼的生物體印在圍巖上的痕跡。外模生物體的外表部分印在圍巖上的特征，它反向地體現(xiàn)了生物殼外表的大小形態(tài)和紋飾。內(nèi)膜生物殼的內(nèi)面印在圍巖上的痕跡，它反向地反映了殼內(nèi)表面的大小、形態(tài)和構造。10/10/202228（3)（模）核化石（Core fossil)生物遺體內(nèi)、外模形成后，生物硬體溶解，其他物質(zhì)的再充填，便形成了“核化石”，可分為內(nèi)核和外核。10/10/202229外核是當生物殼體溶解后留下的空間被再次充填后所形成的核化石。它與原硬體同形等大、紋飾相同/相反（？）。內(nèi)核殼體內(nèi)部的空腔被

9、填充后的核化石，其表面就是內(nèi)模（？）。內(nèi)核鑄型外核外核10/10/202230（4） 鑄型當外膜、內(nèi)核形成后，它們之間的殼體溶解而被另一種礦物質(zhì)充填而形成了形態(tài)逼真的“殼”。這種“殼”沒有原來殼的微細構造，但有內(nèi)核。這種外核包內(nèi)核，類似工藝鑄成品一樣，稱為鑄型。外核鑄型內(nèi)核10/10/202231 3 遺跡化石是指地史時期的生物在沉積物中所保存下來的活動時的遺跡或遺物?？煞从成罘绞?、生態(tài)，有些也是標準化石如：足跡、爬跡、糞、卵、孔、穴、石器10/10/2022323 遺跡化石10/10/2022333 遺跡化石10/10/2022343 遺跡化石西峽恐龍蛋胚胎及復原圖10/10/202235

10、4 化學化石古生物體中的軟體雖然遭受分解，但分解后的有機質(zhì)成分如脂肪酸、氨基酸等仍保存在地層中，它們?nèi)跃哂幸欢ǖ挠袡C化學分子結構，稱之為化學化石。相應分支學科有：分子古生物學 古生物化學生物成礦作用化學化石的研究對于探索生命的起源，闡明生物發(fā)展歷史，以及對有機礦產(chǎn)的探查都有重要意義。10/10/202236第三節(jié) 古生物的分類和命名 古生物的種類很多，它們雖然不如現(xiàn)代生物那么龐雜，但就已知的種類也已有十幾萬種。如同任何研究工作一樣，要研究古生物，首先必須把它們分門別類地進行分類和命名。10/10/202237一 生物分類單位生物的分類單位由大到小依次稱為：界（kingdom）門(phyllum

11、)綱(class)目(order)科(family)屬(genus)種(species)。 根據(jù)需要，其中還可以設立亞門、亞綱、超科、亞科、亞屬和亞種等等一些輔助性的分類單位。10/10/202238一 生物分類單位例如確定狼的分類單位：Animalia動物界Chordata脊索動物門Mammalia哺乳綱 Carnivora食肉目 Carnivdae犬科 Canis犬屬 Canis lupus狼10/10/202239一 生物分類單位整個生物界可以分為植物界和動物界也有人主張分成五個界系統(tǒng)： 植物界 動物界 真菌界 原生生物界 原核生物界 10/10/2022401 種（species） 又

12、稱物種：是生物學和古生物學的基本分類單位，它不是人為規(guī)定的單位，而是生物進化過程中客觀存在的實體。它是由一個或許多個居群（或稱種群）所組成的一個自然單位。特征：有共同的起源；有基本相同的形態(tài)、構造和生理特征；有相同的地理分布和生態(tài)等特征；能互相交配繁殖后代。10/10/2022411 種（species）不同種的個體之間不能交配繁殖，這種現(xiàn)象叫做生殖隔離。生殖隔離是物種形成和生物進化的基礎。自然界同一個物種，常常由于環(huán)境的隔離居群之間的差異，一旦差異達到一定程度時，即使它們又重新生活在一起，彼此間也不能交配而繁殖后代，結果形成新種。10/10/2022422 屬（genus）屬：是由起源上有直

13、接聯(lián)系，在形態(tài)、構造、生理、生態(tài)等特征上相似的若干個物種所構成的分類單位。是由一些具有某些共同特征，親緣關系又十分親近的一些物種所組成的較高一級的分類單位。一些特征相似而親近的屬，繼而構成科級單位，并以此類推，便可建立起各級分類單位。在分類學上，這種以親緣關系逐步建立起來的分類，反映了生物之間的演化發(fā)展的內(nèi)在聯(lián)系，因此稱為自然分類。10/10/2022432 屬（genus）古生物的分類系統(tǒng)：以化石形態(tài)和構造的相似程度為基礎。這種分類的最大優(yōu)越性在于它是以許多形態(tài)學上的相似性和差異性的總和為基礎的，基本能反映生物界的自然親緣關系，因此也被稱為自然分類系統(tǒng)。10/10/202244生物的命名法則

14、 （一）命名法則 生物的命名就是給生物起名字。在國際上有統(tǒng)一的命名規(guī)則，其中最基本的規(guī)則有以下幾方面內(nèi)容： 1生物分類的各個單位名稱都采用拉丁文或拉丁化的文字來命名。拉丁文是歐洲古代語言。所謂拉丁化文字就是原來不是拉丁字，后來用拉丁字母拼寫，并服從拉丁語法變化的文字。10/10/20224510/10/202246二 生物的命名法則 2從門至科級分類單位的命名，都采用單名法命名，并用正體字書寫或印刷，第一字母大寫。例如 Protozoa 原生動物門 Rhizopoda 根足蟲綱 Foraminifera 有孔蟲目 Fusulinidae 蜓科 門、綱、目的名稱沒有固定的詞尾。科級名稱則有固定的

15、詞尾，它是由屬于這個科的一個典型屬名的詞根加上一個固定的詞尾-idae或-aceae構成的。10/10/202247二 生物的命名法則3屬級分類單位的命名（單名法） 屬的命名采用單名法，但屬名要用斜體字來書寫和印刷，第一個字母也要大寫。 例如Fusulina Fischer et Waldkeim，1829，其中Fusulina是屬名，F(xiàn)ischer et Waldkeim是命名者的姓氏，1829是命名的年號。10/10/202248二 生物的命名法則 4種級分類單位的命名 （雙名法）： 種名采用雙名法，它由本身的種名和它所從屬的屬名兩個名字一起組成（屬名種名），屬名在前，種名在后，都用斜體字

16、書寫和印刷，但屬名的第一個字母要大寫，種名全用小寫。 例如：Fusulina cylindrica Fischer et Waldkeim，1829 其中的cylindrica是種名，F(xiàn)usulina是該種所屬的屬名，譯作筒狀紡錘蜓。10/10/202249二 生物的命名法則 5亞種的命名法（三名法）： （1）亞種采用三個拉丁詞構成學名，即屬名+種名+亞種名 （2）三個詞均用斜體字 （3）屬名第1個字母大寫，種名、亞種名第1個字母小寫 如：Fusulina quasicylindrica compacta Sheng（似筒形紡錘蜓、緊卷亞種）10/10/202250二 生物的命名法則 （二）命

17、名原則 1 優(yōu)先律：生物學分類單元的有效名稱，應以符合國際生物命名法則的最早刊出名稱為準，后來提出的（同一類生物）名稱應作為同義名而廢除。如Cyrtospirifer是1918年最早命名，后來葛利普在1931年又命名為Sinospirifer,按照優(yōu)先律原則，后者應廢棄。 2 生物名后必須附上命名者的姓氏和日期。 3 各級分類單元的命名需要用兩國文字在正式刊物上發(fā)表。10/10/202251第四節(jié) 化石的研究方法和研究意義一、化石的研究方法（自學）1 化石標本和樣品的采集2 標本的處理和觀察磨制薄片、機械破碎、酸處理等3 標本的鑒定和記述4 標本的照相、制圖和復原二、化石的研究意義（自學）1 地層系統(tǒng)和地質(zhì)年代表的建立2 劃分、對比地層（標準化石）3 重建古地理和古氣候4 解釋地質(zhì)構造、構造運動等問題5 驗證大陸漂移10/10/202252第四節(jié) 化石的研究方法和研究意義二、化石的研究意義6 用于古天文學（歷史天文學）的研究現(xiàn)代珊瑚一年約有360 條生長紋，而石炭紀一年有385 390 條生長紋，