第四章生物的进化课件.ppt

1、2023-8-1第四章生物的进化第四章生物的进化第四章生物的进化第四章生物的进化 拉马克拉马克（1744-18291744-1829）达尔文达尔文（1809180918821882），），18591859年年物种起源物种起源 生物进化思想的提出在全世界引起了空前生物进化思想的提出在全世界引起了空前规模的争议。然而，真正的科学理论是经得起规模的争议。然而，真正的科学理论是经得起考验的，达尔文的进化论在生命科学，乃至整考验的，达尔文的进化论在生命科学，乃至整个科学界的地位是不容忽视的。个科学界的地位是不容忽视的。在探索生命的发展历程在探索生命的发展历程:生命是如何产生的（生命的起源）？生命是如何产

2、生的（生命的起源）？生物是如何演变的（生物的进化）？生物是如何演变的（生物的进化）？第四章生物的进化第一节第一节 生命的起源生命的起源第二节第二节 生物进化史及生物进化图谱生物进化史及生物进化图谱第三节第三节 生物进化论与生物进化的证据生物进化论与生物进化的证据第四章生物的进化第一节第一节 生命的起源（生命的起源（P113P113）第一步第一步无机物甲烷、氨、氢气等无机物甲烷、氨、氢气等小分子无机物的气体小分子无机物的气体紫外光、电离辐射、紫外光、电离辐射、雷电等能量雷电等能量有机小分子物质，有机小分子物质，如核苷酸、氨基酸如核苷酸、氨基酸“原始汤原始汤”第四章生物的进化在有硫、磷、金属等在有

3、硫、磷、金属等土壤的适当条件下土壤的适当条件下进行缩合或聚合反应进行缩合或聚合反应有机高分子物质，有机高分子物质，如蛋白质、核酸等的分子如蛋白质、核酸等的分子第二步第二步有机小分子物质，有机小分子物质，如核苷酸、氨基酸如核苷酸、氨基酸第一节第一节 生命的起源生命的起源第四章生物的进化 多分子体系逐步演变，特别是蛋白质和核多分子体系逐步演变，特别是蛋白质和核酸相互作用，最终出现了有原始陈新代谢酸相互作用，最终出现了有原始陈新代谢功能并进行自我繁殖的最早生命。功能并进行自我繁殖的最早生命。第三步：最关键、最复杂，尚未通过实验验证。第三步：最关键、最复杂，尚未通过实验验证。有机高分子物质，如蛋白质、

4、核酸等有机高分子物质，如蛋白质、核酸等浓度增加浓度增加凝聚成小滴，构成可与外界进行凝聚成小滴，构成可与外界进行简单物质交换的多分子体系。简单物质交换的多分子体系。第一节第一节 生命的起源生命的起源第四章生物的进化原始气体冷凝原始气体冷凝汇流成海洋汇流成海洋火山爆发和闪电火山爆发和闪电的能量使气体合的能量使气体合成简单有机物成简单有机物溅到岩石上的氨溅到岩石上的氨基酸聚合成肽链基酸聚合成肽链又重新回到水中又重新回到水中各种大分子进化各种大分子进化成原核细胞和真成原核细胞和真核细胞核细胞生命起源模式第一节第一节 生命的起源生命的起源第四章生物的进化唯心主义认为：唯心主义认为：生命是上帝创造的，或是

5、某生命是上帝创造的，或是某种超自然的精神力量的结果。这种唯心观点种超自然的精神力量的结果。这种唯心观点在达尔文发表在达尔文发表物种起源物种起源前对人们的思想前对人们的思想具有广泛的影响，具有广泛的影响，牛顿牛顿。唯物主义认为：唯物主义认为：生命不是原本就存在，生命生命不是原本就存在，生命来源于非生命物质，并非来自于精神力量或来源于非生命物质，并非来自于精神力量或超自然力量。超自然力量。宗教认为上帝创造了人宗教认为上帝创造了人第一节第一节 生命的起源生命的起源第四章生物的进化一、对生命起源的认识过程一、对生命起源的认识过程二、生命出现的历程二、生命出现的历程第一节第一节 生命的起源生命的起源第四

6、章生物的进化 人类对生命起源的人类对生命起源的认识经历了一个漫长的认识经历了一个漫长的过程。过程。圣经（旧约）圣经（旧约）中中明确叙述了上帝在六天明确叙述了上帝在六天之中分别创造了陆地、之中分别创造了陆地、海洋、男人、女人及动海洋、男人、女人及动植物等世界万物。植物等世界万物。这种唯心主义观点这种唯心主义观点在西方漫长的中世纪一在西方漫长的中世纪一直占据了统治地位，这直占据了统治地位，这主要是因为科学技术发主要是因为科学技术发展的限制。展的限制。一、对生命起源的认识过程一、对生命起源的认识过程第一节第一节 生命的起源生命的起源第四章生物的进化 有关生命起源唯物主义观点有关生命起源唯物主义观点的

7、证实同样经历了漫长的岁月。的证实同样经历了漫长的岁月。古代的中国人古代的中国人认为认为“腐草生腐草生萤萤”；古埃及人古埃及人认为蛙是尼罗河中认为蛙是尼罗河中的淤泥经日照产生的。的淤泥经日照产生的。这些观点直到这些观点直到18641864年巴斯德年巴斯德（1822182218951895）发表了著名的）发表了著名的“鹅颈瓶实验鹅颈瓶实验”，才纠正了上述，才纠正了上述观点的错误。观点的错误。第一节第一节 生命的起源生命的起源第四章生物的进化 著名的巴斯德著名的巴斯德“鹅颈瓶实验鹅颈瓶实验”这一实验纠正了这一实验纠正了“自生论自生论”的错误，但是，的错误，但是，地球上最初的生命又是如何产生的呢？地球

8、上最初的生命又是如何产生的呢？第一节第一节 生命的起源生命的起源第四章生物的进化 就目前的认识，生命的出现可就目前的认识，生命的出现可以认为大致经历了三个阶段：以认为大致经历了三个阶段：二、生命出现的历程二、生命出现的历程第一节第一节 生命的起源生命的起源原始生物大分子的出现、原始生物大分子的出现、核酸核酸-蛋白质有机体系的建立蛋白质有机体系的建立细胞的形成细胞的形成第四章生物的进化 有关原始生物有关原始生物大分子出现的研究大分子出现的研究最有影响的工作及最有影响的工作及发现包括：发现包括：奥巴林假说、奥巴林假说、米勒实验，米勒实验，来自陨石的发现。来自陨石的发现。1 1、原始生物大分子的出现

9、、原始生物大分子的出现第一节第一节 生命的起源生命的起源第四章生物的进化 1924 1924年，前苏联年，前苏联生物学家奥巴林通过生物学家奥巴林通过将明胶（蛋白质）与将明胶（蛋白质）与阿拉伯胶（糖类）混阿拉伯胶（糖类）混合的实验，提出了地合的实验，提出了地球上生命起源于原始球上生命起源于原始蛋白质聚集形成的团蛋白质聚集形成的团聚体的设想。聚体的设想。第一节第一节 生命的起源生命的起源奥巴林假说奥巴林假说第四章生物的进化甲烷、氨气、氮气和水甲烷、氨气、氮气和水加热、放电一星期后加热、放电一星期后多种氨基酸（如丙氨酸、多种氨基酸（如丙氨酸、甘氨酸、天冬氨酸）、甘氨酸、天冬氨酸）、有机酸（如乳酸、乙

10、酸）有机酸（如乳酸、乙酸）以及尿素等等。以及尿素等等。嘌呤、嘧啶，甚至核糖核嘌呤、嘧啶，甚至核糖核酸、脱氧核糖核酸，以酸、脱氧核糖核酸，以及脂肪等。及脂肪等。第一节第一节 生命的起源生命的起源 有关原始生物大分子有关原始生物大分子出现更为直接、有力的证出现更为直接、有力的证据来自于据来自于19541954年美国生物年美国生物学家米勒的工作。学家米勒的工作。第四章生物的进化 但是，但是，19591959年年9 9月降月降落在南半球的一颗炭质陨落在南半球的一颗炭质陨石又将人们带入到一场新石又将人们带入到一场新的争论之中。的争论之中。地球生命氨基酸的消地球生命氨基酸的消旋构型均是旋构型均是L L型，

11、而这些型，而这些氨基酸的构象却是以氨基酸的构象却是以D D型型与与L L型的混合形式存在。型的混合形式存在。争论已不仅仅是原始争论已不仅仅是原始大分子是如何出现的问题，大分子是如何出现的问题，更重要的是地球上生命究更重要的是地球上生命究竟是来自于地球本身，还竟是来自于地球本身，还是来自于地球以外的宇宙？是来自于地球以外的宇宙？第一节第一节 生命的起源生命的起源 这一工作至少可以说明构这一工作至少可以说明构成生命的基础物质可以产生于成生命的基础物质可以产生于生命系统以外。生命系统以外。米勒的实验似乎距离完全米勒的实验似乎距离完全揭示生命起源第一阶段的奥秘揭示生命起源第一阶段的奥秘已为期不远。已为

12、期不远。第四章生物的进化 该陨石虽然在进入地球大气的时候像个火球，但该陨石虽然在进入地球大气的时候像个火球，但其内部并没有产生可以破坏细菌的高温。火星岩石可其内部并没有产生可以破坏细菌的高温。火星岩石可以在一年内从火星落到地球，而有些活着的微生物能以在一年内从火星落到地球，而有些活着的微生物能够在太空中生存几年。够在太空中生存几年。检测表明，陨石样本内部温度从来没有超过检测表明，陨石样本内部温度从来没有超过4040摄摄氏度。这一温度不能杀死大多数细菌或真核生物。氏度。这一温度不能杀死大多数细菌或真核生物。意味着陨石在太阳系行星间转移生命的假说是可意味着陨石在太阳系行星间转移生命的假说是可能成立

13、的。能成立的。第一节第一节 生命的起源生命的起源第四章生物的进化 计算机模拟表明，自从火星和地球形成以来，火计算机模拟表明，自从火星和地球形成以来，火星上有大约星上有大约1010亿吨岩石落到了地球上。科学家认为，亿吨岩石落到了地球上。科学家认为，火星在一段时间里曾经具备生命所需的所有条件：阳火星在一段时间里曾经具备生命所需的所有条件：阳光、有机分子和液态水。光、有机分子和液态水。美国国家航空和航天美国国家航空和航天局局20052005年年6 6月月2828日报道，日报道，“卡西尼卡西尼”号探测器传回号探测器传回的最新图像显示，在土卫的最新图像显示，在土卫六南极地区有一块形状不六南极地区有一块形

14、状不规则的阴影，看起来类似规则的阴影，看起来类似湖岸。这片阴影区域长约湖岸。这片阴影区域长约234234公里，宽约公里，宽约7373公里，其公里，其大小与美国和加拿大交界大小与美国和加拿大交界处的安大略湖相当。处的安大略湖相当。第一节第一节 生命的起源生命的起源第四章生物的进化 2005 2005年年7 7月月3 3日，美国宇航日，美国宇航局耗资局耗资3.33.3亿美元发射的亿美元发射的“深深度撞击器度撞击器”（Deep ImpactDeep Impact）在远离地球在远离地球1.31.3亿公里，成功亿公里，成功地与地与“坦普尔坦普尔-1”-1”彗星相撞，彗星相撞，这次人类史上的伟大创举或许这

15、次人类史上的伟大创举或许会发现有关生命起源的新线索。会发现有关生命起源的新线索。“深度撞击器深度撞击器”与与“坦普尔坦普尔-1”-1”彗星相撞彗星相撞 第一节第一节 生命的起源生命的起源第四章生物的进化 “中心法则中心法则”揭揭示了生命活动在分子示了生命活动在分子水平上的基本规律。水平上的基本规律。“中心法则中心法则”又又是如何建立起来的呢？是如何建立起来的呢？是先有核酸，还是先有核酸，还是先有蛋白质的问题。是先有蛋白质的问题。2 2、核酸、核酸-蛋白质有机体系的建立蛋白质有机体系的建立第一节第一节 生命的起源生命的起源第四章生物的进化第一节第一节 生命的起源生命的起源 “蛋白起源说蛋白起源说

16、”的观点最早来自的观点最早来自19241924年奥巴林的实验。年奥巴林的实验。2020世纪世纪6060年代，美国的福克斯年代，美国的福克斯等人将干燥的氨基酸粉末混合加热，等人将干燥的氨基酸粉末混合加热，放置在水中后，观察到在水中形成了放置在水中后，观察到在水中形成了“类蛋白微球体类蛋白微球体”,并将其看成是原并将其看成是原细胞的雏形。这种实验室模拟制造出细胞的雏形。这种实验室模拟制造出来的来的“原细胞原细胞”具有具有膜的边界膜的边界，体积，体积能够增大（能够增大（生长生长），能够出芽、分裂），能够出芽、分裂（繁殖繁殖），并能与外界溶液进行物质），并能与外界溶液进行物质交换。交换。至至9090年

17、代，中国学者赵玉芬发现，年代，中国学者赵玉芬发现，氨基酸在磷酸化以后，能够自身聚合氨基酸在磷酸化以后，能够自身聚合成肽、成酯并能进行多种生物化学反成肽、成酯并能进行多种生物化学反应，这一发现进一步支持了应，这一发现进一步支持了“蛋白起蛋白起源说源说”。第四章生物的进化 到到8080年代，切赫在研究原生动物时，发现其前体年代，切赫在研究原生动物时，发现其前体rRNArRNA分子所切下分子所切下的内含子具有酶的活性，由于的内含子具有酶的活性，由于RNARNA在在“中心法则中心法则”中处于中处于DNADNA与蛋白质与蛋白质的中间，自然人们联想到的中间，自然人们联想到RNARNA起源的可能性。起源的可

18、能性。19921992年诺勒等人发现去除核糖体蛋白质后的年诺勒等人发现去除核糖体蛋白质后的rRNArRNA仍然能够催化肽链仍然能够催化肽链的合成。的合成。另外，也有人提出生命起源于另外，也有人提出生命起源于DNADNA，如，如19841984年，司考斯特发现在某年，司考斯特发现在某些特定的物理、化学环境中，单体核苷酸分子能够通过聚合，形成多些特定的物理、化学环境中，单体核苷酸分子能够通过聚合，形成多聚核苷酸并且双链互补的生物大分子。聚核苷酸并且双链互补的生物大分子。第一节第一节 生命的起源生命的起源 “核酸起源说核酸起源说”也可以追溯到也可以追溯到2020世纪世纪2020年代。年代。早在上世纪

19、早在上世纪2020年代，穆勒就提出了年代，穆勒就提出了生命应该是从基因开始演化的，并提出生命应该是从基因开始演化的，并提出了了“裸基因说裸基因说”。“中心法则中心法则”确立后，似乎为确立后，似乎为“核核酸起源说酸起源说”提供了更加有利的证据。提供了更加有利的证据。第四章生物的进化 核酸与蛋白质在生命产生过程中出现的先后问题至今仍是核酸与蛋白质在生命产生过程中出现的先后问题至今仍是一个未解之迷。上述观点各有其一定的合理性及根据。一方面，一个未解之迷。上述观点各有其一定的合理性及根据。一方面，通常通常DNADNA的组成通过的组成通过RNARNA决定蛋白质，另一方面，决定蛋白质，另一方面，DNADN

20、A的复制等过的复制等过程又依赖于蛋白质。这似乎又将人们带回到一个古老的话题，即程又依赖于蛋白质。这似乎又将人们带回到一个古老的话题，即“是先有鸡，还是先有蛋？是先有鸡，还是先有蛋？”。第一节第一节 生命的起源生命的起源第四章生物的进化 无论是先有核酸，无论是先有核酸，还是先有蛋白质，在还是先有蛋白质，在产生这些生命活动中产生这些生命活动中最为重要的生物大分最为重要的生物大分子之后，只有形成了子之后，只有形成了一个封闭而又相对稳一个封闭而又相对稳定的内部结构，形成定的内部结构，形成了自主代谢，具有增了自主代谢，具有增殖能力，并表现出具殖能力，并表现出具有相对稳定的遗传性，有相对稳定的遗传性，才能

21、确立生命的出现。才能确立生命的出现。第一节第一节 生命的起源生命的起源 1 1）细胞的诞生）细胞的诞生 细胞起源是生命起源的重要一环，这又是一次质的飞跃。细胞起源是生命起源的重要一环，这又是一次质的飞跃。3 3、细胞的形成、细胞的形成第四章生物的进化 近年来的研究结果出人意料。对生物化石的研究结果表明，近年来的研究结果出人意料。对生物化石的研究结果表明，细胞细胞至少在至少在3535亿年以前就已经出现了亿年以前就已经出现了，那么，从细胞形成前至细胞的出现，那么，从细胞形成前至细胞的出现这段生命发生与演变的时期，则应该与地壳形成的地质年代（这段生命发生与演变的时期，则应该与地壳形成的地质年代（38

22、-4038-40亿年前）几乎处于同一时期。地球这一时期的状况决不可能是奥巴林亿年前）几乎处于同一时期。地球这一时期的状况决不可能是奥巴林等人想象的温水池的原始汤。等人想象的温水池的原始汤。2020世纪世纪7070年代末，人们在年代末，人们在2 0002 0003 0003 000米的海底发现了大量生物米的海底发现了大量生物的存在，该区域为地幔与海水之间物质与能量交换的特殊区域，该地的存在，该区域为地幔与海水之间物质与能量交换的特殊区域，该地域释放出各种大量的气体，如甲烷、二氧化碳等，水温则高达域释放出各种大量的气体，如甲烷、二氧化碳等，水温则高达350350。这似乎印证了早期细胞诞生于恶劣环境

23、的论断。这似乎印证了早期细胞诞生于恶劣环境的论断。第一节第一节 生命的起源生命的起源第四章生物的进化 光合作用产生了氧气，使大气光合作用产生了氧气，使大气中氧气的浓度不断增加，细胞中氧气的浓度不断增加，细胞的物质和结构进一步完善，再的物质和结构进一步完善，再经过漫长的年代，渐渐发展成经过漫长的年代，渐渐发展成为为原核细胞和真核细胞原核细胞和真核细胞。第一节第一节 生命的起源生命的起源原始细胞原始细胞：只有：只有核酸和蛋白质及核酸和蛋白质及简单的酶系。简单的酶系。经过几亿年经过几亿年原始海洋中有机物大部分消耗掉，原始海洋中有机物大部分消耗掉，太阳光中的紫外线使水分解而产太阳光中的紫外线使水分解而

24、产生了氧，原始细胞生命逐渐从厌生了氧，原始细胞生命逐渐从厌氧状态演化为氧状态演化为好氧的细胞好氧的细胞。原始细胞中产生了色素（卟啉），原始细胞中产生了色素（卟啉），这种色素可利用太阳光的能量进这种色素可利用太阳光的能量进行行原始的光合作用原始的光合作用，逐渐演化成，逐渐演化成为自养的细胞；为自养的细胞；2 2）细胞的演化）细胞的演化第四章生物的进化 在化学进化阶段，有机分子形成后，由于热力学的作用，在化学进化阶段，有机分子形成后，由于热力学的作用，通过自组织使分子结构趋向于某种稳定状态，从而形成了各种通过自组织使分子结构趋向于某种稳定状态，从而形成了各种链、环、螺旋和折叠，出现特有的生物活性，

25、进而形成相互关链、环、螺旋和折叠，出现特有的生物活性，进而形成相互关联的多分子体系。联的多分子体系。在原始生命出现后，正是通过这种自组织过程不断完善自在原始生命出现后，正是通过这种自组织过程不断完善自身结构，由非细胞形态形成原始细胞形态，并最终发展成具有身结构，由非细胞形态形成原始细胞形态，并最终发展成具有完善结构的原核细胞及真核细胞。完善结构的原核细胞及真核细胞。第一节第一节 生命的起源生命的起源 生命体通过与外界生命体通过与外界环境继续不断的物质及环境继续不断的物质及能量交换，使其达到一能量交换，使其达到一种在时间、空间或功能种在时间、空间或功能上的新的平衡及有序状上的新的平衡及有序状态。

26、这种新的有序状态态。这种新的有序状态是自发形成的，是一种是自发形成的，是一种自组织过程自组织过程。第四章生物的进化 在现有的生物中，人们发现了一种被称之为在现有的生物中，人们发现了一种被称之为细胞重建细胞重建的现象。一种甲壳类动物中间性丰年虫在发生性转变时，的现象。一种甲壳类动物中间性丰年虫在发生性转变时，生殖细胞的转变是一个伴随着老细胞的解体和新细胞形生殖细胞的转变是一个伴随着老细胞的解体和新细胞形成的过程，卵母细胞中新形成的细胞并不是由母细胞分成的过程，卵母细胞中新形成的细胞并不是由母细胞分裂来的，而是以母细胞细胞质中的卵黄颗粒为物质材料裂来的，而是以母细胞细胞质中的卵黄颗粒为物质材料经由

27、自组织过程完全重新建立起来的。经由自组织过程完全重新建立起来的。第一节第一节 生命的起源生命的起源 是现存细胞生命活动中遗是现存细胞生命活动中遗留的留的“痕迹痕迹”。现存生物体的这种细胞重现存生物体的这种细胞重建现象，可能如同人的早期胚胎建现象，可能如同人的早期胚胎与其它哺乳动物、鸟类、爬行类、与其它哺乳动物、鸟类、爬行类、两栖类和鱼类同样保留着尾和鳃两栖类和鱼类同样保留着尾和鳃裂的结构，人类大脑的新皮层之裂的结构，人类大脑的新皮层之下保留着进化过程中形成的旧皮下保留着进化过程中形成的旧皮层和古皮层，人类基因组中保留层和古皮层，人类基因组中保留着一系列祖先的基因一样。着一系列祖先的基因一样。第

28、四章生物的进化 米勒实验说明，米勒实验说明，在地球形成后的早在地球形成后的早期，生命的自然化期，生命的自然化学进化是可能的，学进化是可能的，如果进一步通过进如果进一步通过进行人为模拟细胞的行人为模拟细胞的重建条件，实现细重建条件，实现细胞的重建和自我合胞的重建和自我合成过程无疑将成为成过程无疑将成为科学史上的又一重科学史上的又一重大发现。大发现。第一节第一节 生命的起源生命的起源第四章生物的进化 上文我们介绍了生命的起源，上文我们介绍了生命的起源，那么，生命产生后又是如何演那么，生命产生后又是如何演化、发展的呢？化、发展的呢？尽管我们对地球上产生生命尽管我们对地球上产生生命的过程及演化的具体细

29、节还不的过程及演化的具体细节还不是十分清楚，但还是可以得出是十分清楚，但还是可以得出较为一致的结论，即从生命的较为一致的结论，即从生命的产生到人类文明，大致可以划产生到人类文明，大致可以划分为四个不同发展阶段：分为四个不同发展阶段：生命的诞生生命的诞生（已介绍）（已介绍）单细胞生物的繁衍单细胞生物的繁衍 多细胞生物的出现与演化多细胞生物的出现与演化 人类的出现与社会文明人类的出现与社会文明第二节第二节 生物进化史及生物进化图谱（生物进化史及生物进化图谱（P119P119）第四章生物的进化一、单细胞生物的繁衍一、单细胞生物的繁衍二、多细胞生物的出现与演化二、多细胞生物的出现与演化三、人类的起源与

30、社会文明三、人类的起源与社会文明第二节第二节 生物进化史及生物进化图谱生物进化史及生物进化图谱第四章生物的进化一、单细胞生物的繁衍一、单细胞生物的繁衍第二节第二节 生物进化史及生物进化图谱生物进化史及生物进化图谱 地球上最早的生命至少在地球上最早的生命至少在3535亿年以前亿年以前已经出现。尽管关于多已经出现。尽管关于多细胞生物出现的时间目前尚存在细胞生物出现的时间目前尚存在争议，但较为明确的是，目前所争议，但较为明确的是，目前所发现的最早多细胞生物化石大约发现的最早多细胞生物化石大约来自于来自于6 6亿年前亿年前，至少可以认为，至少可以认为，单细胞生物在地球生命出现以及单细胞生物在地球生命出

31、现以及演化的历史阶段中，占据了大部演化的历史阶段中，占据了大部分时间，而开始向人类进化的历分时间，而开始向人类进化的历史则仅仅史则仅仅几百万年几百万年，由此，不难，由此，不难发现，生物的进化总的趋势是以发现，生物的进化总的趋势是以加速度的方式加速度的方式进行的。进行的。第四章生物的进化 19831983年，国际专家小年，国际专家小组对澳洲瓦拉伍那群和南组对澳洲瓦拉伍那群和南非肆瓦兹兰超群碳酸盐进非肆瓦兹兰超群碳酸盐进行了研究，证实早在行了研究，证实早在3535亿亿年以前，生物的光合作用年以前，生物的光合作用就已经出现了，同时还发就已经出现了，同时还发现了某些与现代丝状蓝细现了某些与现代丝状蓝细

32、菌相似的结构，表明在菌相似的结构，表明在3535亿年以前，蓝细菌已广泛亿年以前，蓝细菌已广泛分布于陆缘浅海地区分布于陆缘浅海地区。1 1、原核生物的演化、原核生物的演化第二节第二节 生物进化史及生物进化图谱生物进化史及生物进化图谱 在随后的约在随后的约15-1715-17亿年的漫长岁月中，以原核生物蓝细菌为亿年的漫长岁月中，以原核生物蓝细菌为主的主的原核单细胞生物原核单细胞生物成为了地球生物界的主宰，形成了成为了地球生物界的主宰，形成了第一次第一次生生命世界生态系统的构建与命世界生态系统的构建与扩张扩张。第四章生物的进化 根据目前发现的最早生物根据目前发现的最早生物化石资料，化石资料，最早的真

33、核生物最早的真核生物是是在大约在大约18201820亿年前亿年前出现的。出现的。这一期间地球环境条件的各种这一期间地球环境条件的各种变化，如大气圈自由氧的积累、变化，如大气圈自由氧的积累、二氧化碳浓度的降低、地球表二氧化碳浓度的降低、地球表面温度的下降、海水中钙与镁面温度的下降、海水中钙与镁离子浓度的下降，以及离子浓度的下降，以及pHpH值的值的降低等，可能直接导致了真核降低等，可能直接导致了真核生物的出现与繁荣。从而在地生物的出现与繁荣。从而在地球上，形成了以球上，形成了以真核生物真核生物为主为主体的体的第二次第二次生命世界生态系统生命世界生态系统的构建与的构建与扩张扩张。2 2、真核生物的

34、发展、真核生物的发展第二节第二节 生物进化史及生物进化图谱生物进化史及生物进化图谱第四章生物的进化1 1、多细胞生物的出现、多细胞生物的出现 真核生物最早出现的时间尚存争议，如在西伯利真核生物最早出现的时间尚存争议，如在西伯利亚约亚约1010亿年前的地层中发现了与黄藻类似的化石；在亿年前的地层中发现了与黄藻类似的化石；在加拿大北部约加拿大北部约1212亿年前的地层中发现了可能是红藻化亿年前的地层中发现了可能是红藻化石；在我国天津蓟县、美国密西根、蒙塔那等地发现石；在我国天津蓟县、美国密西根、蒙塔那等地发现了距今了距今1414亿年，甚至亿年，甚至2020亿年前，可能来自多细胞生物亿年前，可能来自

35、多细胞生物的印记及炭质膜化石。不过，目前获得的有关的印记及炭质膜化石。不过，目前获得的有关最早多最早多细胞生物（植物）细胞生物（植物）出现的明确记录为大约出现的明确记录为大约6 6亿年前。亿年前。二、多细胞生物的出现与演化二、多细胞生物的出现与演化第二节第二节 生物进化史及生物进化图谱生物进化史及生物进化图谱第四章生物的进化 通常认为，多细胞动物的出现要晚于多细胞植物的出通常认为，多细胞动物的出现要晚于多细胞植物的出现。具有明确证据的最早多细胞动物化石来自于在澳大现。具有明确证据的最早多细胞动物化石来自于在澳大利亚，产生于距今利亚，产生于距今5.55.75.55.7亿年前。在随后地质年代寒亿年

36、前。在随后地质年代寒武纪也发现了多细胞动物化石，如在加拿大及中国云南武纪也发现了多细胞动物化石，如在加拿大及中国云南发现的距今发现的距今5 5亿亿5.35.3亿年前的化石。亿年前的化石。20052005年年8 8月，中科院南京地质古生物研究所陈均远月，中科院南京地质古生物研究所陈均远教授等人报导在贵州发现的距今教授等人报导在贵州发现的距今5.85.8亿年的亿年的“贵州小春虫贵州小春虫”被科学界认为是迄今最古老的两侧对称动物。被科学界认为是迄今最古老的两侧对称动物。地球首批地球首批动物可能生在中国。动物可能生在中国。第二节第二节 生物进化史及生物进化图谱生物进化史及生物进化图谱第四章生物的进化

37、现今所有的动物现今所有的动物 不同历史时期灭绝的动物不同历史时期灭绝的动物 5 5亿亿5.35.3亿年前寒武纪动物亿年前寒武纪动物 5.55.75.55.7亿年前的晚前寒武纪动物亿年前的晚前寒武纪动物 全部灭绝全部灭绝多细胞动物的演化多细胞动物的演化 第二节第二节 生物进化史及生物进化图谱生物进化史及生物进化图谱第四章生物的进化 在这一进程中，植物逐渐进化，先后出现了苔藓植物、在这一进程中，植物逐渐进化，先后出现了苔藓植物、蕨类植物、裸子植物，以及被子植物。蕨类植物、裸子植物，以及被子植物。2 2、多细胞生物的演化、多细胞生物的演化第二节第二节 生物进化史及生物进化图谱生物进化史及生物进化图谱

38、 在多细胞生在多细胞生物出现之后，长物出现之后，长期由单细胞生物期由单细胞生物在地球上的主导在地球上的主导地位迅速被多细地位迅速被多细胞生物所取代。胞生物所取代。第四章生物的进化 多细胞动物多细胞动物在出现后，也同在出现后，也同样开始了漫长的样开始了漫长的进化历程，两栖进化历程，两栖类、爬行类、哺类、爬行类、哺乳类及鸟类相继乳类及鸟类相继出现。出现。第二节第二节 生物进化史及生物进化图谱生物进化史及生物进化图谱第四章生物的进化第四章生物的进化宙代纪世年代（百万年）主要进化事件显生宙新生代第四纪全新世更新世0.012.0人类出现第三纪上新世中新世渐新世始新世古新世5.024.665.0中生代白垩

39、纪晚白垩世早白垩世141.0侏罗纪晚侏罗世中侏罗世早侏罗世195.0被子植物起源鸟类的进化三叠纪晚三叠世中三叠世早三叠世230.0哺乳动物的起源古生代二叠纪晚二叠世早二叠世280.0石炭纪晚石炭世早石炭世345.0出现了爬行类动物泥盆纪晚泥盆世中泥盆世早泥盆世395.0出现了两栖类动物志留纪435.0诞生了陆地维管植物奥陶纪寒武纪晚寒武世中寒武世早寒武世540.0出现了鱼类植物出现了骨骼化，产生了钙藻；无脊椎动物开始繁盛显生显生宙地宙地质年质年代主代主要生要生物进物进化历化历程程 第四章生物的进化显生宙 年代年代 时时 间（亿年前）间（亿年前）主要进化事件主要进化事件 0 人类起源人类起源 哺

40、乳动物、鸟类、被子植物起源哺乳动物、鸟类、被子植物起源 爬行动物、裸子植物起源爬行动物、裸子植物起源 5 维管植物起源维管植物起源 7 脊椎动物起源脊椎动物起源 20 真核细胞起源真核细胞起源 25 光合作用出现光合作用出现 35 最早的微生物化石最早的微生物化石 38 最早的沉积记录最早的沉积记录 化学进化化学进化元 古 宙太 古 宙多细胞生物进化单细胞生物进化 46生命起源地球形成地球形成 生生命命形形成、成、进进化化历历史史及及对对应应的的地地质质年年代代 第四章生物的进化 关于人类（人科）出现的最早关于人类（人科）出现的最早时间，比较肯定的是，至少在时间，比较肯定的是，至少在44044

41、0万万年前已经出现了，其证据包括，距今年前已经出现了，其证据包括，距今360360万年前的阿法尔南猿化石，距今万年前的阿法尔南猿化石，距今410410万年前的湖滨南猿化石，以及在万年前的湖滨南猿化石，以及在非洲埃塞俄比亚发现的距今非洲埃塞俄比亚发现的距今440440万年万年前的始祖地栖猿。前的始祖地栖猿。最近，科研人员在非洲发现了最近，科研人员在非洲发现了有六七百万年历史的人科动物头骨化有六七百万年历史的人科动物头骨化石石“托迈托迈”，这一发现很可能将人科，这一发现很可能将人科出现的历史向前推进近出现的历史向前推进近300300万年，万年，在随后的发展阶段，人类的进化在随后的发展阶段，人类的进

42、化历程进入到了历程进入到了能人能人阶段，这是出现阶段，这是出现最最早的人属早的人属物种，最早的化石在非洲的物种，最早的化石在非洲的坦桑尼亚，距今大约坦桑尼亚，距今大约100100万万250250万年万年前。在能人这一阶段，已能够直立、前。在能人这一阶段，已能够直立、制造工具，并开始群居生活。制造工具，并开始群居生活。三、人类的起源与社会文明三、人类的起源与社会文明第二节第二节 生物进化史及生物进化图谱生物进化史及生物进化图谱第四章生物的进化 在能人阶段之后，人类的进化进入到在能人阶段之后，人类的进化进入到直立人直立人阶段（阶段（3030万万100100万年前）。在直立人出现以前，人类进化各个阶

43、段的化石均出现万年前）。在直立人出现以前，人类进化各个阶段的化石均出现在非洲，而直立人的化石则在非洲，而直立人的化石则在世界各地广被发现在世界各地广被发现（如中国陕西蓝（如中国陕西蓝田直立人、北京直立人等），由此，一些学者推断，人类起源于田直立人、北京直立人等），由此，一些学者推断，人类起源于非洲，至直立人阶段，开始陆续扩散到各地。在这一期间，直立非洲，至直立人阶段，开始陆续扩散到各地。在这一期间，直立人的肢体已接近现代人，能够使用火，并制造较为精致的石器，人的肢体已接近现代人，能够使用火，并制造较为精致的石器，出现了原始的社会组织及原始的文化（旧石器文化）。出现了原始的社会组织及原始的文化（

44、旧石器文化）。第二节第二节 生物进化史及生物进化图谱生物进化史及生物进化图谱第四章生物的进化 人类进化的最后阶段是人类进化的最后阶段是智人智人阶段，最早的阶段，最早的智人出现在智人出现在3030万年前。其中，万年前。其中，3030万万44万年前的万年前的智人被称为智人被称为早期智人早期智人，如中国辽宁金牛山人、，如中国辽宁金牛山人、欧洲尼安德特人等。欧洲尼安德特人等。4 4万年前以后的智人被称为万年前以后的智人被称为晚期智人晚期智人，如中国广西柳江人、非洲弗楼洛里，如中国广西柳江人、非洲弗楼洛里斯巴人、欧洲姆拉德克人等。进一步进化至今，斯巴人、欧洲姆拉德克人等。进一步进化至今，形成现在不同的人

45、类亚种，即形成现在不同的人类亚种，即高加索人、蒙古高加索人、蒙古人、黑人及澳洲人人、黑人及澳洲人。人类从大约人类从大约440440万万1 0001 000万年前开始踏上万年前开始踏上进化的历程，经过不同的发展阶段，至今在人进化的历程，经过不同的发展阶段，至今在人科中科中仅剩下一个种仅剩下一个种，即智人种。而人科的其他，即智人种。而人科的其他物种相继灭绝，不能不说这是一个迷。物种相继灭绝，不能不说这是一个迷。第四章生物的进化4 4万年前万年前3030万年前万年前100100万年前万年前晚期智人晚期智人早期智人早期智人直立人直立人能人（最早的人属）能人（最早的人属）250250万年前万年前4404

46、40万年前万年前最早的人科最早的人科人类的进化历程人类的进化历程 第二节第二节 生物进化史及生物进化图谱生物进化史及生物进化图谱第四章生物的进化 在基因水平上看，人类与和黑猩猩间的差别并不比猫和牛之间在基因水平上看，人类与和黑猩猩间的差别并不比猫和牛之间的差别大，甚至还不如灵长目中其它一些物种间的差别大；在群居的差别大，甚至还不如灵长目中其它一些物种间的差别大；在群居与社会性方面，甚至连蜜蜂也有一定程度的体现；黑猩猩在一定情与社会性方面，甚至连蜜蜂也有一定程度的体现；黑猩猩在一定情况下，也能况下，也能“制造制造”简单的工具，并具有相当复杂的思维、判断能简单的工具，并具有相当复杂的思维、判断能力

47、；许多鸟类具有相当丰富的力；许多鸟类具有相当丰富的“信号语言信号语言”。然而，所不同的。然而，所不同的是，人类创造并拥有了文化，这一点是动物所不具备的。是，人类创造并拥有了文化，这一点是动物所不具备的。第二节第二节 生物进化史及生物进化图谱生物进化史及生物进化图谱 我们不能不考虑我们不能不考虑的是，人类发展至今的是，人类发展至今已成为地球上万物的已成为地球上万物的“主宰主宰”，但人类又，但人类又是生物界组成中的一是生物界组成中的一员，那么，人类与动员，那么，人类与动物到底有什么本质区物到底有什么本质区别呢？别呢？第四章生物的进化4、生物进化图谱生物进化图谱 根据物种间的亲缘关系根据物种间的亲缘

48、关系及在进化过程中生物物种的及在进化过程中生物物种的历史演化进程，形成了一幅历史演化进程，形成了一幅建立在形态结构上，反映物建立在形态结构上，反映物种进化递进关系的图谱。由种进化递进关系的图谱。由于该图谱很像一棵不断分支于该图谱很像一棵不断分支的大树，所以也称生物进化的大树，所以也称生物进化树，或简称树，或简称进化树进化树。将不断修正与完善。将不断修正与完善。第二节第二节 生物进化史及生物进化图谱生物进化史及生物进化图谱生物进化树生物进化树 第四章生物的进化第三节第三节 生物进化论与生物进化的证据（生物进化论与生物进化的证据（P126P126）一、生物进化论一、生物进化论二、生物进化的证据二、

49、生物进化的证据第四章生物的进化 一、生物进化论一、生物进化论 生物进化思想及其理论体系主要来源于拉马克和达尔文。拉生物进化思想及其理论体系主要来源于拉马克和达尔文。拉马克对生物进化动力的解释可以简单概括为马克对生物进化动力的解释可以简单概括为“用进废退用进废退”与与“获获得性遗传得性遗传”，而达尔文对生物进化动力的解释则可以浓缩为，而达尔文对生物进化动力的解释则可以浓缩为“过过度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存度繁殖、生存斗争、遗传变异、适者生存”。第三节第三节 生物进化论与生物进化的证据生物进化论与生物进化的证据第四章生物的进化拉马克拉马克对长颈对长颈鹿进化鹿进化的解释的解释 第三节第三节

50、 生物进化论与生物进化的证据生物进化论与生物进化的证据 可以说拉马克是全面阐述生物进化思想，并试图在理论上解释可以说拉马克是全面阐述生物进化思想，并试图在理论上解释生物进化原因的第一人。其对生物出现进化的原因解释大致如下：生物进化原因的第一人。其对生物出现进化的原因解释大致如下：即，物种是可以发生变化的，生物存在一种驱使自身不断由低级向即，物种是可以发生变化的，生物存在一种驱使自身不断由低级向高级阶段进化的动力，环境可以促进这种进化的历程。由于生命活高级阶段进化的动力，环境可以促进这种进化的历程。由于生命活动受到环境因素的影响，各器官的动受到环境因素的影响，各器官的“使用使用”的差异造成了这些