古生物和生物的进化 （2）古生物的发生和早期的脊椎动物

Q

复习古生物的发生和进化（1） 早期的生命和无脊椎动物的知识：

•最早的生物是简单的细菌、真菌、藻类植物和水母

•最早的植物·是由藻类植物发展出来的蕨类植物，到了恐龙时代才有了针叶树（苏铁树），最早开花的植物是玉兰，距今已有1.25亿年。草出现的更晚，大约2000万年前才有草。

•最早的无脊椎动物-三叶虫

•包括：

•蠕虫· worm 

•刺胞动物 Cnidaria：海绵 sponge / 水母 Jelly-fish （古老的 水母： 狄更斯水母 Dickinsonia ）

•软体动物 Mollusca：墨鱼 cutterfish 、贝类 shell、

•棘皮动物 Echinodermata： 海参 sea cucumber/海星 sea star /海胆 seaurchin

•环节动物：蚯蚓 earth worm / 水蛭 leech

•节肢动物：最早的动物：奇虾/怪诞虫/鲎/古蜻蜓

   昆虫/蜘蛛/

脊椎动物 Vertebrates

脊椎动物Vertebrate animals：有脊柱支持的动物 with backbones

鱼是地球上最早的脊椎动物，大约出现在5亿年前。

Fish were the first vertebrates: they appeared in Earth’s ocean more than 500 million years ago.

脊椎动物分类：5 类

1，鱼-fish

2，两栖动物-Amphibians

3，爬行动物-Reptiles

4，鸟类-Birds

5，哺乳类动物-Mammals

脊椎动物的共同特点是什么？

•它们都有脊柱，

•骨骼是身体器官，只有在脊椎动物中才有。

•同时还有其他器官（比无脊椎动物更高级的器官）

   •血液循环系统：心脏、血管

   •神经系统：感觉器官（触觉、听觉、视觉、）及大脑

鸭嘴兽是卵生哺乳动物

脊椎动物的发展历程:

•鱼：占脊椎动物的53%，大约有2万8千种，靠鳃 Gill 呼吸——————>

      •两栖类动物：占脊椎动物的 8% amphibians：除了肺，它们还可以通过潮湿的皮肤吸收氧气——————>

          •爬行动物：占脊椎动物的 12% reptiles：首先在陆地上生存的脊椎动物。first vertebrates to live on the land——————>

                •鸟类 占脊椎动物的18% birds：有羽毛 feather 可以飞翔，有更多的空间生存。------>

                        •哺乳类动物 占脊椎动物的 8% Mammals：

     

美洲负鼠是美洲的有袋动物

哺乳类动物又分三类：

•1，Placental Mammals 胎盘哺乳动物，下一代生下来为成熟个体。

•2，marsupials 有袋动物 ，下一代生下来是不成熟，需要在母体的育婴袋内生长等待成熟。有袋类：澳洲的袋鼠，美洲的负鼠。

•3，Monotremes 卵生的哺乳类动物：鸭嘴兽，针鼹鼠

鱼的分类：

无颌鱼

盔甲鱼

有颌鱼

有颌鱼：

盾皮鱼：出现在4.3亿年， 灭绝于3.6亿年 繁衍了7000万年

软骨鱼：鲨鱼和鳐

硬骨鱼：除去软骨鱼以外的鱼。

鱼的结构：流线型的身体，小的只有1 厘米，大的有18米。

•鳍：fin

•尾鳍 caudal fin ：1个 剪刀状游速最快

•胸鳍 pectoral/arm fin ：1对 游速

•腹鳍 pelvic fin：1对 游速

•背鳍dorsal fin：1个 控制转向

•臀鳍anal fin：1个 控制转向

•肥鳍 Fat fin /第二背鳍

鱼鳃：gill的结构，薄薄的膜里边有很多血管， 水流过鳃，交换氧气和二氧化碳。

靠鳃呼吸的除了鱼还有哪些动物：贝壳、蜻蜓的水生幼虫，螃蟹等。

鱼的皮肤有两层：外层是粘液（软骨鱼没有这层粘液 ）。内层有鱼鳞和色素细胞：

鱼鳞见下页；色素细胞以后讲，色素细胞不止鱼有，变色龙、甲壳动物、软体动物的头足纲也有， 蝴蝶有没有？

鱼的神经系统和感官：

•鱼的嗅觉特别灵敏：

•鱼的眼睛视力不好，只能看见很近的东西

•鱼嘴边上的须和鱼唇触觉很好

•鱼的体测线可以感受水流的速度

•鱼的脑不发达，没有痛觉

•鱼耳通过耳石和鱼膘相连：鱼膘可以充气， 调节浮力。 软骨鱼没有鱼膘。

鱼鳞 scale：动物表面的又硬又薄的片，起保护作用。

•鳞并不止于鱼类

•其他有鳞的动物：

    •鳞翅目的蝴蝶翅膀

    •蛇、鳄鱼、鸟的腿、穿山甲， 犰狳。

鱼是所有脊椎动物的始祖：

最早的鱼：盾皮鱼-邓氏鱼， 出现于4.3亿年，在3.6亿年前后灭绝。它是最原始的脊椎动物，头部、胸部有骨甲。属于掠食者：身长可达6米。

盾皮鱼属软骨鱼纲：进化发展出软骨鱼（cartilaginous fish)和硬骨鱼(bony fish)。

根据鲨鱼的饮食习惯分类：

•滤食性：张大嘴巴，海水从鳃流出，小鱼小虾乌贼浮游生物留下。包括鲸鲨(whale shark)、象鲨（elephant shark）、巨口鲨。

•掠食性：尖锐的牙齿扑食：多数鲨鱼：大白鲨(white shark)、巨齿鲨 （magatooth shake)、双髻鲨（hammerhead shark)。

•食腐性：吃沉在海底的腐烂鱼， 大多数鲨鱼都吃腐烂的鱼类。例如灰六鳃鲨。

•寄生性：吸附在海豚或者鲸鱼身上。例如雪茄达摩鲨。 

鲨鱼是古老的脊椎动物，有4.2亿年历史，有500多种，最小的鲨鱼 17厘米，最大的超过12米：鲨鱼和鳐属于软骨鱼，历史悠久。

•鲨鱼的特点：

•软骨构成骨骼；

•牙齿可以永久退换

•没有肋骨

•没有鱼膘

•寿命很长

鳐（学名Rajidae）有14科，英文通常说Ray。 扁平的身体，胸鳍宽大，背鳍小，长长的尾巴，眼睛长在头部上边，嘴巴在身体下边，吃甲壳类动物和小鱼小虾。属于经济鱼类。

硬骨鱼：Bony Fish，占所有鱼类的95%， 最早出现的鱼是在4亿年前。与鲨鱼的骨头成分不一样，硬骨鱼的骨骼中有钙，所以骨头有质感。

注：因为骨中有钙，所以人类成长期需要补钙，不仅需要补钙，还需要维生素D，并且需要阳光的照射维生素D才能起作用。

最早的最大的硬骨鱼是什么鱼？

狮子鱼：Leedsichthy，大约出现在1.7亿年前，9米长，比逆戟鲸 （Killer Whale ）还大！但是它们是滤食性的，张大嘴，吞咽大量的水，鱼鳃（gill）像过滤器，滤过浮游生物和小鱼小虾，挤出多余的水。

九米长的鱼有多大？

有鳞的鱼出现在2亿年前，这个化石鱼1.8米长，有鳞，有牙。

这种鱼类和恐龙同时代出现，在恐龙肚子里发现很多有鳞鱼的化石。

这个时期，陆地上开始有了植物，水中的动物开始了登陆的欲望。

逐食物而居是所有动物的本性，但是什么样的动物可以爬上陆地呢？没有水作为助力，能在陆地上自由行走的动物应该具有什么器官？在水里游泳的鱼，如何能到陆地上行走呢？自然界为了生存空间，必然会有奇迹发生。

这是非洲肺鱼Lung fish，距今已有4亿年历史，这种鱼平时在水里用鳃（gill）呼吸，在干枯的季节，可以用鱼膘（bladder）代替鳃做肺呼。它的两对鱼鳍（胸鳍和腹鳍）可以行走，这就是鱼向四足动物发展的种系发生的起源。

鱼分为软骨鱼和硬骨：硬骨鱼中的一种，胸鳍、腹鳍有骨头的鱼，它们的鳍经过20亿年漫长的历史，最后发展成为四肢。

最早的四足动物是蝾螈 Ichthyostega：它们有尾巴，皮肤没有鳞片、毛发、表面有粘液保护。幼体在水中生长时用鳃呼吸，成熟后用肺呼吸。

无尾巴的两栖动物：青蛙、蟾蜍；成熟的青蛙在水中产卵，孵化成为蝌蚪，蝌蚪用鳃呼吸、经过变态过程，成为青蛙，离开水也可以生存。

两栖动物又发展出一项非常重要的生存方式，出现了有保护壳的卵（羊膜动物）。从四足动物的繁殖仍然需要水的两栖类动物，发展出更先进的爬行动物。爬行动物包括龟、蛇、蜥蜴、鳄鱼、恐龙、鸟。

爬行动物根据头部/眼睛后边的颞颥孔分类：

无孔——>龟 鳖

双孔——>鳞龙和主龙

       鳞龙：蜥蜴、蛇

       主龙：鳄鱼、翼龙、

       恐龙、鸟

    蜥形纲：无孔和双孔的爬行动物都属于蜥形纲

单孔——>合弓纲——>哺乳类动物，

最早的爬行动物：林蜥，它们大约生活在3.2亿年前。

介绍几个非恐龙、和恐龙差不多同时期存在，属于主龙下目的大型爬行动物：

波斯特鳄：现代鳄鱼的早期远亲，

•波斯特鳄属 Postosuchus：2.3-2亿年、4米长、前肢小、后肢有力、吃植物、类似鸵鸟状、生活在陆地和水中。

•翼龙:骨头中空，有类似鸟一样的胸骨，可能有羽毛。

•翼龙 Pterosaurs：2.16亿年-8000万年, 有头冠、有翼膜、骨头中空、可以飞翔。生活陆地上和空中。

•幻龙Nothosaurs：半海生动物。长达4米，生活在2.4-2.1亿年，恐龙在陆地上，幻龙在水中生活、类似海豹，在海中扑食、在海岸休息。

•蛇颈龙 Plesiosaurs: 长颈、短尾、类似海豚。生活在1.65亿年-6600万年，是大型的海中爬行动物，最小的蛇颈龙也有2米长。

•鱼龙 Ichthyosaurs：外形似鱼和海豚，2-4米。它们是海中的大型爬行动物、在水中扑食、浮出水面呼吸。生活在2.45亿年，但是比恐龙灭绝早2500万年。

•苍龙Mosasaurs：卵胎生，形似蛇和海鳗。身长可达17米，生活在8500-6600万年，食肉的海生爬行动物，是白垩纪最大的海中掠食动物，和恐龙一起灭绝。

早期的脊椎动物就介绍这些，下期介绍恐龙，陆地上的大型爬行动物。