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古生物学是学习地球科学的基础课,它担负着为生物学和地质学服务的双重任务。
学习古生物学的目的在于:
(1)阐明各类古生物形态及构造特征,生活习性和生活方式;
(2)了解古生物的地史分布、地理分布,进而总结其进化规律;
(3)结合岩性及其它特性研究,推断地质时期古地理、古气候
2、意义:
(1)确定地层的地质时代;
(2)研究古地理、古气候;
(3)为普查找矿和地质勘探服务;
(4)为探索生命的起源提供实际资料和论据 (5)为研究生物进化、物种绝灭等自然界发展规律提供科学依据。
二、古生物学的研究对象:
化石fossil
(一)化石:
保存在地层中的古生物遗体和遗迹。
即1.必须反映一定的生物特征:
形状、大小、结构、纹饰等。
但树枝石(假化石)是硬锰矿树枝状结晶,不是化石。
姜结人黄土中的钙结核
2.必须是地史时期的生物遗体、遗迹,它们都保存在地史时期的岩层地层中,并经受了石化作用而形成。
(二)化石保存的条件:
1.生物本身必须具有一定的硬体
2.生物死后迅速埋藏(但密封、冷冻、干燥环境下亦可)
3.较长时间的石化作用,它有三种方式
石化作用有三种方式:
(1)矿质充填作用 生物硬空隙为地下水矿物质CaCO3 所填充,变的致密坚硬增加重量,且保留硬体中的微细构造。
(2)置换作用生物硬体原成分为地下水中矿物质所置换,如被Caco3、、 SiO2、黄铁矿等置换而称为钙化,硅化和黄铁矿化。
例如:
菊石骨骼被地下水溶解,并被矿物质Caco3 所充填,二种速度近等,并以分子形式置换,则其微细构造得以保存,否则无法保存。
硅化木树木被SiO2 置换,年轮、细胞清晰可见.黄铁矿化的菊石也常见。
(3)升馏作用几丁质骨骼埋藏分解时,其中所含的氧、氢、氮等不稳定成分挥发消失仅留下较稳定的炭质薄膜。
笔石、植物叶片等。
(三)、化石保存的类型:
可以分为以下四种类型:
1、实体化石又分为二种:
微变实体原生物的遗体没有明显变化,完整保留下来。
抚顺煤田第三纪煤层 琥珀中的昆虫化石;
西伯利亚冻土带保存下来的猛犸象(2.5万年)
变化实体原来的生物遗体经过一定程度的石化作用(矿质充填、置换、升馏等作用),全部或部分硬体保存为化石。
大部分化石属此,珊瑚、双壳、腕足,脊椎骨骼等。
2、模铸化石 它们不是实体化石本身,而是生物遗体在岩层或填充物中留下的各种印模和复铸物,又可分为四类:
印痕化石:
在松软沉积物中留下的印痕,而生物体未被埋葬已销毁。
如:
叶子、水母等。
印模化石:
有壳硬体生物在围岩上印压所成的痕迹,又分为:
外膜外表印痕,反映外壳形态构造。
内膜壳内表面印痕,反映壳内面形态构造。
凹凸与实物相反
核化石:
常见于两壳、两瓣齐全的生物体,分为两种:
内核贝体掩埋后,泥砂充填两壳之空腔,石化后其充填物形成内核,表面显示内模。
外核贝体被埋,两壳内无充填物,但壳体溶解后留下一个同形空间,再被外来物质充填,石化后形成外核,其外形与壳饰与原核体一致,但内部没有任何生物结构。
铸型化石:
已形成了外模、内核后,壳体被溶化所成空间被其它物质所充填,石化形成铸形。
大小和内外表面的构造与实体化石相似,但无壳质结构。
3、遗迹化石:
保留在岩层中的古生物生活活动的痕迹和遗物。
足迹,爬痕,潜穴,粪便,蛋化石等。
4、化学化石:
古生物被分解而成的各种有机质,如氨基酸、脂肪酸等
意义:
①探讨地史进程中生命的起源 ②了解生物发展演变的历史
③解决生物的自然分类(亲缘关系) ④划分和对比地层
第二节古生物的分类与命名
1、有两类分类方法:
①系统发生分类(自然分类)根据亲缘关系、演化体系划分的,科学合理。
②形态分类(器官分类)按形态特征和形态功能,以化石间形态的相似性而作的人为归类。
例:
又分为形态属不同生物的相同部分按它们的形态相似归入同一属。
古植物有一属叫石果Carpolithus所有古代植物种子均称石果,随研究程度深入,现在正在分化。
还有器官属据某植物单独保存的器官所建立之属,如鳞木,它的叶、茎、根、繁殖器官分列五属:
鳞木Lepidodendron(茎或枝)
鳞木叶Lepidophyllum(叶,营养叶)
痕木(脐根座)Stigmaria(根)
鳞孢穗Lepidostrobus(孢子束穗)
鳞孢叶Lepidostrobophyllum(生殖叶)
2、生物的主要分类(也适用于古生物)
根据自养或他养分为两个界:
动物界、植物界。
界:
最大的分类单位,界以下分类单位按大→小顺序为:
门、纲、目、科、属、种共性越来越小,亲缘关系越疏。
辅助性过渡单位:
亚门、亚纲、亚目、亚科、亚属、亚种;
或分别合并几个主要单位而成超门、超纲、超目、超科。
种:
是最基本的分类单位,生物学上物种的四个标准:
(1)物种存在形式是种群,不是个体;
(2)具共同的形态构造;
(3)种群上有一定的空间;
(4)种内间能交配繁殖,物种之间则为生殖隔离。
3、古生物的命名原则:
(1)各级分类单位采用统一的学名,并以拉丁文或拉丁化文字命名;
(2)属和属以上分类单元采用单名法,第一字母大写;
(3)种名采用双名法,即属名+种名;
SchwagerinachihsiaensisLee
(4)属以上的单位要用正体字,姓名用正体字;
(5)种和亚种都用斜体,姓名都用正体。
第三节生物与环境
一、生物与环境的关系
1.生物与环境的关系是相互作用、相互制约、密切相关的。
2.生物与环境是矛盾的统一体:
环境的变化影响着生物的存在;
生物界不断地影响着周围的环境。
二、影响生物的环境因素
1.物理因素温度、水深度、水压力、光照、水动力条件、底质性质、经纬度
2.化学因素含盐度(水)、含氧量、其它气体成分,氢离子浓度、氧化还原电位
3.生物因素生物数量和密度、生物共生组合、对抗、竞争、食物营养依赖关系等
三、生态系统与能量转换
1.生态系统:
指一定范围的环境因素及其生物的综合。
2.能量转换:
由下面三个环节组成:
生产者(植物)→消费者(动物)→分解者(细菌)
3.生态平衡:
在生态系统内,生产者、消费者、分解者及非生物环境之间在一定条件下,相互依存,并保持着相对稳定的状态叫生态平衡。
4.食物链:
在一个生态系统中,生物之间围绕食物而发生的相互依存的关系叫食物链,又分为捕食链、寄生链、腐生链。
四、环境类型
(一)大陆环境
1.陆地环境:
山,丘陵,平原,低地。
2.河流环境:
各种水系。
3.湖泊环境:
咸水湖,淡水湖,滨海泻湖,沼泽。
(二)
海洋环境
1.滨海区高低潮线之间,又称潮间带2.浅海区低潮线至水深200m左右地区
3.半深海区(水深200~2000m)4.深海区2000m以下包括水深2000m以下的海区海底
5.远海区离岸较远的海洋上层,主要是半深海、深海的水层,多为游泳生物、漂浮生物。
五、水生生物的生活方式
生物生活方式又称生态类型,主要指习性、行为,如摄食方式、居住类型、运动方式等。
(珊瑚)(腕足)(腹足)(海胆)(船蛆)
底栖生物:
固着、躺卧、爬移、抱穴、钻孔;
游泳生物:
自游生物、运动器官发育、身体流线型;
浮游生物:
随波逐流、身体微小、薄壳或骨骼不发育;
水母
六.生物的埋藏
(一)名词解释
1.生物群:
生活在同一环境,彼此密切相关的一群生物,它们互相适应,又相互伤害。
2.死亡群:
各种原因死亡后尸体的堆积,不一定是同一个生物群。
3.埋藏群:
死亡群经一定损失(风化破坏、搬运破碎、地下水溶解、动物吞食…),被沉积物覆盖叫埋藏群。
有原地、异地之别。
4.化石群:
埋藏群上周围沉积物经成岩作用变成化石群。
(二)原地埋藏和异地埋藏
为了进行古生态研究,必须区分化石群是原地还是异地埋藏,主要标志为:
1.化石保存完整程度:
细微构造、两壳闭合、破损等 2.个体排列情况:
大小分选程度
3.壳的分散性:
壳瓣比例 4.化石在岩层中的保存位置 珊瑚生长方向五房贝
5.今昔对比 6.保存化石的围岩性质,应与化石生态环境一致。
第二章常见的古无脊椎动物分类
第一节原生动物门
一、原生动物的特点
1.最原始、最低等的动物,是由单个细胞或由单细胞联合群体所组成的完整有机体。
2.具有类器官,可进行新陈代谢、刺激感应、运动、繁殖等机能,如鞭毛、伪足、纤毛即是运动类器官。
3.个体微小,一般在250um以下,大的可达30-60mm。
4.一般不具硬壳,仅少数具骨骼或外壳。
5.生活环境分布广泛,主要生活在海水、淡水,也有寄生在其它生物体内,或土壤中。
二、原生动物门的分类 :
根据运动细胞器的有无和类型,分为四个纲:
1.鞭毛虫纲具鞭毛,如眼虫
2.纤毛虫纲具纤毛,如草履虫
3.肉足虫纲具伪足,又分为若干亚纲,其中以有孔虫亚纲最重要
4.孢子虫纲无运动细胞器,孢子繁殖,如单房孢子虫
三、有孔虫亚纲
1.特征
(1)具伪足(分枝多)的微小单细胞动物,多具矿物质硬壳,少数外壳具有房室。
(2)壳形繁多。
(3)多数海生,少数生活在泻湖、河口半咸水中,极个别生活淡水中。
2.有孔虫亚纲的分类
目壳壁部分壳壁分层性,隔壁褶皱、旋脊时代
网足虫目假几丁质、薄膜状不分层∈3—现代
串珠虫目胶结壳不分层 ∈3—现代
内卷虫目分泌钙质壳不分或分层,可具假旋脊O—T
蜓目分泌钙质壳分层,隔壁褶皱,具旋脊拟旋脊C—P
小粟虫目分泌钙质壳不分层C—现代
轮虫目分泌钙质壳一般分层C—现代
四、蜒目(Fusulinida)
1.一般特征
(1)蜒又称纺锤虫,是有孔虫较高等类型,浅海底栖,伪足运动,少数漂;
(2)仅出现在C—P纪,现已绝灭;
(3)钙质壳,大小如麦粒,最小不足1mm大者可达20-30mm
2.蜒壳形态和构造
(1)形状:
多房室的包旋壳,分为:
长轴型壳长>
壳宽如纺锤形Fusulina
短轴型壳长<
壳宽如透镜形、长方形Ozawainella
等轴型壳长=壳宽如球形Verbeekina
(2)大小划分
壳级微小小中等大巨大特大
壳长(mm)<
11-33-66-1010-20>
20
(3)壳的基本构造
初房发育初期分泌的第一个房室,既最初的壳室
旋壁房室的外壁。
隔壁旋壁绕一假想轴生长时,到一定程度向内转折弯曲而形成隔壁。
房室隔壁之间狭长空间叫房室,又叫壳室。
壳口隔壁中央近底部的一长形小孔,又称为口孔。
通道前后房室壳口互相沟通则称为通道。
旋脊通道两侧从
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