北京印象之国家自然博物馆之脊椎动物、哺乳动物、无脊椎动物（五十）

小桥流水人家

国家自然博物馆（2026.1.7） 脊椎动物的崛起 前言脊椎动物是动物界的高等类群，在地球生态系统中扮演着重要的角色。脊椎动物的起源与演化是一个漫长而复杂的过程，涉及到多个关键事件和演化支系的出现。脊椎动物有许多独特特征，使其能够适应各种各样的生活方式和环境，并在动物界中占据主导地位。探究脊椎动物的起源和演化，有助于认识地球历史上生物的演化复杂性和物种多样性。 海洋中来--海阔凭鱼跃鱼类是已知最早的脊椎动物，诞生在大约5.2亿年前的寒武纪海洋，志留纪初现峥嵘，泥盆纪达到全盛。随后，鱼类演化为两大分支，一支登陆后演化成陆生脊椎动物；另一支留在水中，演化成今天的鱼类，征服各种水域。 脊椎动物的起源脊椎动物与尾索动物、头索动物共同组成脊索动物，主要特征包括以下三点：一条分节并用于支撑身体的脊柱；脊柱上方有背神经管；咽部具有用于呼吸和进食的咽鳃裂。脊椎动物包括鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类。 盾皮鱼类--最原始的有颌类盾皮鱼类由甲胃鱼类中的一支演化而来，最早出现在志留纪。它们已经有了上下颌和偶鳍，还有成对的鼻孔。骨甲一般包裹在身体前部，分成几块，能活动。代表类群如邓氏鱼、奇迹秀山鱼等。有颌类：高效猎手颌的出现是脊椎动物演化史上影响深远的一次事件，鱼类从此成为自主捕食的高效猎手。有颌类包括盾皮鱼类、棘鱼类、软骨鱼类和硬骨鱼类四大类群。 肉鳍鱼类--可以"行走"的鱼最早出现于志留纪晚期(约4.2亿年前)，具有肉质的胸鳍和腹鳍，其内部有起支撑作用的中轴内骨骼，与四足动物的起源密切相关。代表属种包括梦幻鬼鱼、斑鳞鱼、肺鱼、杨氏鱼和拉蒂迈鱼等。左下三. 2 ：云南龙鱼产地：云南曲靖时代：中三叠世 龙鱼是世界性分布的鱼类化石，云南龙鱼个体中等大小，长度 10--50厘米不等，吻部强壮，向前呈尖状，具有长圆形的鳃盖骨，鱼体全身仅分布有6列纵向鳞片，尾原始正型。 ①腔棘鱼类别：肉鳍鱼类产地：印尼帝汶岛时代：三叠纪 ②短吻斯考梅纳克鱼 类别：肉鳍鱼类产地：英国时代：泥盆纪 ③剑射鱼(头骨) 类别：辐鳍鱼类产地：美国 时代：白垩纪 井研马门溪龙 (复原模型) 类别：蜥脚型类产地：四川井研 时代：晚侏罗世 瑶屯巨形蛋 类别：长形蛋类产地：广东南雄时代：晚白垩世瑶屯巨形蛋命名于广东省南雄盆地上白墨统坪岭组，这件标本距模式产地距离约20公里，是我馆工作人员1979年在当地发现的，共有3层29枚蛋。瑶屯巨形蛋是长形蛋科的典型蛋种之一，具有相对较大的蛋体和较厚的蛋壳。蛋壳表面发育瘤点状纹饰，常在蛋体中部沿长轴方向持列为链条状或连接成脊状。蛋体在蛋窝中两个一组呈放射状排列成环，环中部较高而外侧较低，蛋体与水平面呈35--40°倾伏角，一般可堆叠2--4个环。 陆家屯鹦鹉嘴龙 类别：鸟臀类产地：辽宁北票 时代：早白垩世 鹦鹉嘴龙是一类生活在1亿多年前亚洲地区的植食性鸟臀类恐龙。展出标本包含一具成年鹦鹉嘴龙和十余只幼年鹦鹉嘴龙骨架。成年个体保存完整，保存姿势似趴卧在幼体之上，通过该标本科学家推测鸟臀类恐龙具有与现生动物一样的育幼行为。 奇异辽宁龙类别：鸟臀类产地：辽宁朝阳 时代：早白垩世 奇异辽宁龙是一种生活在1.2亿年前的甲龙下目恐龙。属名意为"辽宁的蜥蜴"，种名意指该物种的奇特特征--同时具有结节龙科和甲龙科的特征。 分类与演化主要分为角鼻龙类和坚尾龙类。早期代表类群为发现于美洲的始盗龙和腔骨龙。坚尾龙类在侏罗纪和白垩纪开始繁盛，逐渐演化出似鸟恐龙-—虚骨龙类。虚骨龙类的似鸟特征包括：脚掌有四趾，第一趾缩小并后置；有"V"字形叉骨和充满气腔的骨骼，出现羽毛并有孵蛋行为等。 井研马门溪龙(股骨)类别：蜥脚型类产地：四川井研时代：侏罗纪 ⑥皱褶三角龙(角龙类）③里氏阿穆尔龙(鸟脚类) ⑤狭脸剑龙(剑龙类) ②直立剑角龙(肿头龙类) ④卫甲包头龙(甲龙类) ①鸟臀类腰带12.勇士特暴龙(兽脚类) ⑧长头板龙 (早期分支蜥脚型类，即原蜥脚类)⑨长梁龙（蜥脚类）⑩月亮谷始盗龙(蜥臀类)11.非洲鸵鸟（鸟类）⑦蜥臀类腰带 左：有鳞类有鳞类主要包括蜥蜴类和蛇类，已知最早的蜥蜴发现于2.4亿年前的地层。蛇类起源自陆生蜥蜴，已知最早的蛇类化石发现于白垩纪地层。现代蛇类中，只有蟒蛇保留了后肢的残留痕迹。中：龟鳖类最早的龟鳖类出现在大约2.3亿年前的晚三叠世，它们的古老代表是半甲齿龟，主要特征是具有细密的牙齿、完整的腹甲和初始发育的背甲。右：鳄类鳄类的祖先是三叠纪的主龙类，已知最古老的是大约2.3亿年前的股薄鳄(Gracilisuchus)。鳄类在白垩纪末期大灭绝中幸存并繁衍至今，但大型鳄类已消失。 楔齿满洲鳄类别：真爬行类产地：辽宁北票 时代：早白垩世 楔齿满洲鳄生活在1.25亿年前的白垩纪早期。在分类学上属于离龙类中较为原始的种类。满洲鳄头骨扁平，眼眶相对较大，上下颌长有多枚尖锥状牙齿，主要以小鱼、两栖类和无脊椎动物为食，是一类半水生爬行动物。 西蒙螈(复制品) 类别：西蒙螈类 产地：美国得克萨斯州 时代：早二叠世 这类动物也被称为西蒙龙或者蜥螈，从名字也能看出来对于它的分类位置的争论，它的头骨具有明显的两栖类特征，但脊椎结构接近爬行类。它们体长60厘米，具有粗壮的四肢和短小的尾巴，适合在陆地生活。 上：鱼石螈，生活在泥盆纪晚期，是已知最早的四足动物之一，仍保留了一些鱼类的特征，代表了脊椎动物的重要演化环节。它具有肺和四肢，适应在沼泽和浅水中游动。鱼石螈的独特解剖结构包括大胸腔和相对较小的后肢，尽管不适合长时间在陆地行走，旦可以短暂上陆活动。其繁殖依赖于水域，卵的受精和幼体的成长均离不开水。中：提塔利克鱼，生活在晚泥盆世(约3.75亿年前)，是鱼类向两栖动物演化的过渡性物种，同时具备鱼类和四足动物的特征。它的鳍中包含肩、肘和腕等类似肢体的骨骼结构，显示出支撑体重的能力，这让它能够在浅水或短暂离开水域时稳定身体。此外，它是已知最早拥有颈部的鱼类，使其在捕食时拥有更大的灵活性。提塔利克鱼的发现是探索脊椎动物从水生到陆生演化过程的重要里程碑。 下：真掌鳍鱼，是生活在晚泥盆世(约3.85亿年前)的一种肉鳍鱼类，体长可达1米多。其头骨结构，内鼻孔和迷齿等特征显示了它与四足动物的密切亲缘关系。真掌鳍鱼化石中还保存了最早的骨髓证据，为四足动物骨骼系统的起源研究提供了重要线索。代表了鱼类向四足动物演化的关键阶段，是生命演化历程的重要节点。 鱼石螈(模型)类别：两栖类产地：格陵兰 时代：泥盆纪晚期 凌源中国水生蜥类别：离龙类时代：早白垩世 产地：辽宁凌源 右图：球齿龙 (头骨）产地：摩洛哥时代：白垩纪 周氏黔鱼龙类别：鱼龙类产地：贵州关岭时代：晚三叠世 周氏黔鱼龙属于小型短吻鱼龙，体长0.5--2米，主要特征是吻部长，度中等，眼眶大近圆形，脊椎背段显著弯曲隆起，肋骨长度中等，具有密集排列的腹肋，尾部向下弯曲明显，四肢特化为鳍状肢，前肢窄而长，后肢短而宽，趾(指)骨近圆形。生殖方式为卵胎生，该标本中可见有多条鱼龙幼仔。 盘县混鱼龙类别：鱼龙类产地：贵州盘县 时代：中三叠世盘县混鱼龙是发现于贵州省盘县中三叠世地层中的一种中小型鱼龙，体长1米左右。头骨可见大而圆的眼眶和尖而长的吻部。齿列前部为纤细、尖锐的锥状齿，后部3--4枚牙齿的齿冠较粗壮且圆钝。颈部极短，中部尾椎有加大的现象。 结语脊椎动物的演化是一个令人着迷的科学领域，引领我们探索波澜壮阔的地球生命演化历程。从原始的无颌类祖先到种类繁多的脊椎动物群落，演绎了生物适应环境并在逆境中求生和崛起的壮美篇章。通过认识地史时期脊椎动物的多样性和演化过程，我们可以找寻生命演化的规律，为人类适应地球环境变化提供历史的借鉴和启示。 恐龙乐园 古哺乳动物厅中新世大唇犀与剑齿虎生活场景 前言哺乳动物是脊椎动物中最高等的类型，也是与人类关系最密切的一个类群。人类系统地了解古哺乳动物的起源和发展，将有助于认知发生在地质历史时期哺乳动物多样性演化，以及与地球环境的依存关系。 哺乳动物的特征哺乳动物的特征有很多，但最主要有：体外长有起保护和隔离作用的毛发；有为新生幼体提供乳汁的乳腺；还有恒定的体温，胎生的繁殖方式，较发达的脑等特征。 哺乳动物的起源及演化 左：攀援灵巧柱齿兽 类别：柱齿兽类时代：中侏罗世产地：内蒙古自治区宁城县右：戈壁尖齿兽科 类别：真三尖齿兽类时代：早白垩世 产地：辽宁省北票市 新生代哺乳动物的崛起白垩纪末期的灭绝事件重创了恐龙等爬行动物，曾经陆地的主宰消失后，弱小的哺乳动物渐渐兴盛起来。新生代的哺乳动物在种类、体形上变得丰富多样，在全球范围内繁衍生息，成为陆上世界的新统治者。 中生代哺乳动物哺乳动物起源于中生代，与其它脊椎动物相比，它们具有十分完善的适应能力，因而在进化历程中获得了极大的成功。尤其突出的是最近二十年间精美化石材料在中国中生代地层中的发现，对于人类科学认识哺乳动物起源和研究哺乳动物的演化，具有十分重要的意义。 哺乳动物的大发展真曽类也称"有胎盘哺乳动物"。它们在新生代早期由原真兽类适应辐射出众多类群，如有蹄类、啮齿类、鲸类和灵长类等。其中，体型增大在食肉类、有蹄类和长鼻类的类群发育中凸显优势。 三趾马动物群化石埋藏①大唇犀 ②巨犀（肱骨）③小齿古鳞 ④大唇犀 ⑤大唇犀 ⑥和政羊 食肉类起源于食虫类，是真正的食肉动物。在演化上，食肉类与古食肉类无关。食肉目的牙齿特化，完全适合于食肉，门齿强大，可以咬住猎物，犬齿匕首状，颊齿变成片状，上下颊齿相互作用，像剪刀一样，可以把猎物的肉切成小片。这种片状颊齿叫做裂齿。 名称：三趾马 Hipparion三趾马是一类已灭绝的马科动物，它们生存于晚中新世到中更新世(1500万年--40万年前)的北美洲，欧亚大陆和非洲，并最后于非洲灭绝。大多数三趾马体型类似驴，但后期大型三趾马体型与真马相仿，其牙齿具有完全独立的原尖这一特有特征。Hipparion在我国的最早译名是"野马",1923年袁复礼在安特生所著的《中国北部之新生界》的节译中首次将其译为"三趾马"。三趾马这个译名并不确切，既不是Hipparion的原意"小马"，也不是唯一具有三趾的马类，但作为习惯译名沿用至今。三趾马类最早在1100万年前的中新世晚期开始从美洲大陆跨越白令陆桥迁徙到亚洲，然后迅速地扩散到欧洲和非洲，一路上并演化出大量新物种。 马的演化马的脚趾数量的减少是马类演化的一个重要标志。因为马在奔跑时与地面接触的脚趾数量越少，跑得就越快。除了脚趾数量减少以外，马的演化还有如下几个趋向：身体增大，脊背越来越直，脸部加长，马牙冠面上的脊也越来越复杂。 名称：亚洲象(脚趾)类别：长鼻目时代：现代 左：师氏剑齿象(黄河象)1973年在甘肃省合水县发现了一具完整的大象骨架，经研究命名为黄河剑齿象，后该物种被归入到"师氏种"。黄河象生活在距今约200万年前的早更新世，死亡时年龄超过60岁。本件标本是我国迄今发现的体型最大的剑齿象类骨架之一。右：坦氏铲齿象(头骨)类别：长鼻目时代：中中新世产地：宁夏回族自治区同心县 第四纪哺乳动物的大繁荣进入第四纪后的哺乳动物种类无大幅的更新，只是在原有基础上得到了进一步发展。起初哺乳动物中有蹄类、长鼻类依旧繁盛，受更新世末期气候突变的影响，一些物种衰亡。全新世哺乳动物家族的面貌已经和现代相差无几。 象的演化 第四纪哺乳动物化石群第四纪时期，板块运动减弱，但气候变化频繁，间冰期与冰期交替。间冰期时，气温回暖，冰雪消融，海平面上升。冰期时，北半球高纬度地区大部分被厚厚的冰雪覆盖。这期间也出现了很多适应寒冷气候的动物。左后一：普氏野马 左后二：东北野牛 原始牛 左：原始牛中：猛玛象 右：王氏水牛 灵长类的演化作为万物之灵的灵长类，是具有灵性的最高等哺乳动物，也是所有动物中最进步的一类。化石记录表明灵长类在古新世和始新世开始辐射，尽管分子证据认为灵长类起源于白垩纪最晚期，但其间经历了漫长的演化过程，才形成如今多样而复杂的智慧型动物。 左：灵长类动物灵长类起源于食虫类，是哺乳动物中最高等的一个门。现生灵长类有430多个种，包括猿类、猴类以及我们人类。大多数灵长类生活在树上，它们脑颅大，眼睛大而前视，四肢灵活，前足有抓握能力。灵长类的演化右：灵长类化石 灵长类动物分布范围广泛，是数量极为丰富的一个类群。它的化石在世界各地新生代地层中广泛分布，其中最早出现的，多发现于古新世地层中的化石是一些分布在欧洲和北美的近猴类化石。自始新世开始狐猴类出现，它们的分布范围广，亚洲、北美、欧洲均有发现。到了渐新世，已经出现了猿类和猴类，并且朝着不同的方向演化。 结语哺乳动物是与我们人类关系最为亲密的动物，也是动物界中分布最为广泛，陆上最为常见的类群。我们人类只有不断地探索哺乳动物的发展演化，深入研究哺乳动物在生物圈中的地位和作用，才能可持续地保护利用好动物资源并与之和谐发展。 无脊椎动物的繁荣 前言研究地质历史时期中生物及其进化的科学叫做古生物学。随着科学技术的发展，不同学科之间相互关联，相互促进，甚至现代生物学也渗透到古生物学中来。古生物学的研究对象就是保存在岩石中的化石。本展览就是通过形形色色的无脊椎动物化石向观众讲述生命起源和演化的故事。 地质年代表 生命的起源和早期演化地球刚刚形成的时候，到处都是岩浆喷涌。从岩浆中喷发出大量气体，如氮气、甲烷、氨气、氢气、二氧化碳和水蒸气等。随着温度的降低，空气中的水蒸气形成浓密云层，产生大量雷电。大量降雨使地面形成原始海洋。上述气体物质在雷电和太阳紫外线的作用下聚合成了核酸等生物大分子，并能自我复制，自己获取营养，这就是最早的生命。 瓮安生物群 1998年，中外科学家报道了在贵州瓮安发现的以三维立体形式保存的、栩栩如生的海绵动物个体及大量可能与动物有亲缘关系的胚胎状化石。其完整程度犹如保存在琥珀中一般，精美绝伦。令科学界惊奇的是这些化石的年龄：距今已有大约6亿年! 是目前已知最古老的化石生物群。瓮安生物群中这些胚胎状化石具体的生物学属性和系统学位置仍然充满争议。科学家们正在全力认真研究这亿万年前的生命之谜。根据分子生物学研究推测，动物界的起源应该在10亿年以前，可目前最早的动物化石还不到6亿年的历史。我们期待着震惊世界的研究成果。瓮安生物群留给我们的生命之谜 寒武纪生命大爆发生命自出现以后，一直是在微观的范畴内缓慢地演化。然而，在5.4亿年前的寒武纪早期的地层中，却突然出现了大量的、用肉眼能直接看到的、以三叶虫为代表的丰富多样的化石群。科学家很早就注意到了这个现象，称之为"寒武纪生命大爆发"。 澄江动物群 从1984年开始，我国科学家在云南澄江发现了大量无脊椎动物和脊椎动物的早期类型，共有40多个门类，80余种动物化石，包含着脊椎动物在内的所有现生动物门类的代表，包括海绵动物、腔肠动物、环节动物、软体动物、节肢动物、棘皮动物和脊索动物。澄江动物群以后，再也没有出现新的门一级的动物，反而那时出现的有些门在生命的演化中纷纷绝灭了。 左上下：东方日射水母贝（腕足动物）中上：澄江小舌型贝（腕足动物）中下：云南火把虫（分类位置不详）右上下：耳形等刺虫（节肢动物） 晋宁环饰蠕虫（线形虫动物） 右下：延长抚仙湖虫（节肢动物）左中：双肢抱怪虫（节肢动物） 珊瑚生态 右：笛管珊瑚 时代：早石炭世产地：比利时 右上：笛管珊瑚时代：泥盆纪产地：广西 腕足动物门腕足动物是栖息在海底，过着群居生活的一类动物。它们体外披着一大一小两个外壳，后缘常具茎孔，由此孔伸出一个肉茎。多数种类利用肉茎固着生活，少数自由躺卧在海底或直接固着在其它物体上。腕足动物是滤食性生物，靠水流中的食物生活。腕足类自5.41亿年前开始出现，一直延续至今，但今天的数量很少，只有260余种。目前已经记录的地质历史时期的腕足动物已经超过3万种。 鸮头贝产地：广西来宾市武宣县时代：中泥盆世(距今3.9亿年)鸮头贝属于腕足动物门有绞纲穿孔贝目，生活在距今3.83--3.93亿年前的泥盆纪时期，现已灭绝。鸮头贝因为两个壳的结合部很像猫头鹰的嘴而得名。它们是海洋底栖固着生活的动物，常常成群体聚集在一起。这件化石是在广西来宾市武宣县中泥盆世东岗岭组地层中发现的。估计是一次海底洋流或者陆地河流入海后带来的泥沙将它们全部掩埋后造成集体死亡的。 软体动物门 软体动物在数量上仅次于节肢动物，属于第二大门类，身体外面有硬壳，有些种类硬壳消失。软体动物分布广泛，生活适应能力强，陆地上和海洋中均有，如蜗牛、田螺、河蚌、海螺、乌贼和章鱼等都是人们熟知的软体动物。软体动物从寒武纪开始出现，一直繁盛至今，它们的壳常形成化石。 软体动物的分类 菊石--和恐龙一起灭绝的海洋动物菊石属于软体动物头足纲，最早出现于4亿年前的泥盆纪，壳上有复杂的缝合钱像菊花一样，菊石因此得名。中生代期间，当恐龙在陆地上称王称霸的时候，菊石在海洋中也越长越大，最终和恐龙一起在中生代未期灭绝。据推断，菊石可能和恐龙死于同一场灾难。 菊石 中上：砗磲时代：现代产地：中国南海中下：钩菊石时代：白垩纪 下中：雷扇时代：三叠纪产地：贵州 左下一、二：湖南三叶角石时代：中奥陶世产地：湖南永顺 这两件三叶虫化石板产自山东省莱芜市晚寒武世(5亿年前)的地层中，其中大部分是璞氏蝙蝠虫和中华蝴蝶虫。三叶虫死亡后沉在海底，受海水动荡的影响，在被掩埋之前，身体都散开了，我们看到的大都是尾部。 三叶虫三叶虫属于节肢动物门，最早出现在距今5.4亿年前的寒武纪时期，灭绝于2.52亿年前的晚二叠世，是古生代地层中的标准化石。三叶虫全部生活在海洋里，营底栖或飘浮生活，身体扁平，披以坚固的背甲，腹侧为柔软的腹膜和腹肢，因其背甲无论从横向还是纵向都可分为三叶而得名三叶虫。 中左二：双纹丽蛉时代：中侏罗世产地：内蒙古宁城道虎沟下左二：优雅丽蛉时代：中侏罗世产地：内蒙古宁城道虎沟 甲壳类动物甲壳类动物包括许多身体结构和生活方式极不相同的种类，如常见的蟹、虾、介形类和藤壶等。大多数水栖，在淡水和海水中均有，但以后者为主，还有少数生活在大陆的潮湿地带。它们绝大多数用鳃呼吸。生活方式主要营游泳或浮游。由于体外有坚实甲壳，故称为甲壳动物。甲壳的成分为几丁质，有的其中掺杂碳酸钙或磷酸钙，有的完全为钙质，所以异常坚实，易于保存为化石。 海百合海百合属于棘皮动物，全部海生，最早出现在5.4亿年前的寒武纪早期，一直繁衍至今，因外形似百合花而得名。海百合的身体一般可分为萼、腕和茎三部分。大部分以茎固着于海底生活，少数无茎者以萼部固着，也有茎部退化或其末端膨大，形成飘浮器而营飘浮生活的。这件化石发现于贵州关岭地区的三叠纪海相地层中，它所展示的是一批海百合固着生长在树干上，并随着树干在海上漂浮，这种生活方式叫假漂浮。 许氏创孔海百合时代：晚三叠世产地：贵州关岭 笔石动物门笔石动物门是已经灭绝的无脊椎动物的一个门。这个门类的化石很像保存在岩石层面上的硬笔笔迹，因此得名笔石。笔石由一个或多个笔石枝组成，每个枝由许多叫做"胞管"的结构相连而成。笔石动物出现在寒武纪中期、奥陶纪和志留纪十分繁盛，石炭纪早期灭绝。 下中：具刺舌笔石时代：晚奥陶世产地：浙江江山右上二：无羽笔石时代：早奥陶世产地：河北开平