第七章遗传与进化
第七章 遗传与进化
生命史 生命在地球上已存在38亿年之久, 自其诞生之日起就不停息地变化,在变化中延 续、演进。 这是一个真实、漫长、仍未终止的历史过程。 1、生命史的3个阶段:附表 2、生命史研究的新进展和新问题 2.1生命史研究的新进展;2,2生命史研究提出 的问题
一、生命史 • 生命在地球上已存在38亿年之久， • 自其诞生之日起就不停息地变化，在变化中延 续、演进。 • 这是一个真实、漫长、仍未终止的历史过程。 • 1、生命史的3个阶段：附表 • 2、生命史研究的新进展和新问题： • 2.1 生命史研究的新进展；2.2 生命史研究提出 的问题
显生宙地质时代划分 同位素定延续时间 宙 代 纪 世 年/Ma MMa 全新世 0.01 0.01 新生代 第四纪 更新世 上新世 晚第三纪 中新世 24.6 19.6 显 渐新世 早第三纪 始新世65 40 古新世 生 白垩纪 晚白垩世 早白垩世 141 宙 中生代 晚侏罗世 中侏罗世 侏罗纪 早侏罗世195 54 晚三叠世 三叠纪 中三叠什230 早三叠世
显生宙地质时代划分 宙 代 纪 世 同位素定 年 /Ma 延续时间 /Ma 显 生 宙 新 生 代 第四纪 全新世 更新世 0.01 2222 0.01 2 晚第三纪 上新世 中新世 5 24.6 3 19.6 早第三纪 渐新世 始新世 古新世 65 40 中 生 代 白垩纪 晚白垩世 早白垩世 141 76 侏罗纪 晚侏罗世 中侏罗世 早侏罗世 195 54 三叠纪 晚三叠世 中三叠世 早三叠世 230 35
显生宙地质时代划分 宙 代 纪 世 同位素延续时 定年Ma间/a 二叠纪晚二叠世 280 显 早二叠世 石炭纪晚石炭世345 早石炭世 生 生 泥盆纪 晚泥盆世 中泥盆世395 早泥盆世 志留纪 435 40 宙 代 奥陶纪 500 65 晚寒武世 寒武纪中寒武世 40 早寒武世
显生宙地质时代划分 宙 代 纪 世 同位素 定年 /Ma 延续时 间/Ma 显生宙 古生代 二叠纪 晚二叠世 早二叠世 280 50 石炭纪 晚石炭世 早石炭世 345 65 泥盆纪 晚泥盆世 中泥盆世 早泥盆世 395 50 志留纪 奥陶纪 435 500 40 65 寒武纪 晚寒武世 中寒武世 早寒武世 540 40
生命史的3个阶段 纵观地球生命史整个历史,从生命起源至人类文明,大 致可分为3个阶段。 1、前生命的化学进化阶段 澳大利亚、南非太古宙的化石证据和稳定同位素分析研 究结果表明:地球生命和地球上最老的岩石一样古老, 即在太古宙早期(35-38亿年前),细胞形式的生命就 已经出现 如果前生命的化学进化是在地球表面进行的,那么这只 能发生在38亿年前一40亿年前。 原因:地质学家地壳大约自40亿年前逐渐形成
生命史的3个阶段 • 纵观地球生命史整个历史，从生命起源至人类文明，大 致可分为3个阶段。 1、前生命的化学进化阶段 • 澳大利亚、南非太古宙的化石证据和稳定同位素分析研 究结果表明：地球生命和地球上最老的岩石一样古老， 即在太古宙早期（35－38亿年前），细胞形式的生命就 已经出现了。 • 如果前生命的化学进化是在地球表面进行的，那么这只 能发生在38亿年前－40亿年前。 • 原因：地质学家——地壳大约自40亿年前逐渐形成
·2、生物学进化阶段 ·地球上最早的细胞生命的诞生 即具有与外界分隔的生物膜,同时又有内部膜 分隔的、有形态学特征的、有个性的生命的最初出 现,标志着前生命的化学进化的完成和生物学进化 的开始。 ·从最早的细胞生命出现开始的生物学进化,经历了: 太古宙(38亿年前-25亿年前)、元古宙(25亿年 前-6亿年前)、显生宙(6亿年前至今) 3大地质时代,历时38亿年之久
• 2、生物学进化阶段 • 地球上最早的细胞生命的诞生 • ——即具有与外界分隔的生物膜，同时又有内部膜 分隔的、有形态学特征的、有个性的生命的最初出 现，标志着前生命的化学进化的完成和生物学进化 的开始。 • 从最早的细胞生命出现开始的生物学进化，经历了： 太古宙（38亿年前－25亿年前）、元古宙（25亿年 前－6亿年前）、显生宙（6亿年前至今） • 3大地质时代，历时38亿年之久
3、文化进化与生物学进化并行和相互制约阶 段 ·在显生宙末的最近的几千年,地球上的人类进 入文明阶段, 从此,生物圈的进化愈来愈受人类活动的影响 和控制, 人类文化与生物的进化相互作用、相互制约, 这就是生命史最后一个阶段的特征
• 3、文化进化与生物学进化并行和相互制约阶 段 • 在显生宙末的最近的几千年，地球上的人类进 入文明阶段， • 从此，生物圈的进化愈来愈受人类活动的影响 和控制， • 人类文化与生物的进化相互作用、相互制约， 这就是生命史最后一个阶段的特征
生命史研究的新进展 20世纪60年代以来,地球生命史研究的主要进 展有如下几项: ·1、有化石记录的生命史已追溯到35亿年前 南非太古宙翁维瓦特群( Onverwacht group) 和无花果树群( fig tree group)、澳大利亚 西部和西北部的太古宙瓦拉伍那群 ( Warrawoona group)和阿倍克斯玄武岩组 ( Apex basalt)的燧石层中—丝状的微生 物化石,同位素年龄为34-35亿年
生命史研究的新进展 • 20世纪60年代以来，地球生命史研究的主要进 展有如下几项： • 1、有化石记录的生命史已追溯到35亿年前。 • 南非太古宙翁维瓦特群（Onverwacht group） 和无花果树群（fig tree group）、澳大利亚 西部和西北部的太古宙瓦拉伍那群 （Warrawoona Group）和阿倍克斯玄武岩组 （Apex basalt）的燧石层中——丝状的微生 物化石，同位素年龄为34－35亿年
2、间接的证据表明,生命史与地质史几乎同样长 大约38亿年。 格陵兰的依苏阿(Isua)的太古宙沉积变质岩 世界上已知最古老的岩石,同位素年龄接近38亿 年生 其稳定碳同位素比值(排除变质作用影响因素) 生物来源的碳的数值范围大体接近 证明: 生物有机合成(初级生产)可能在38亿年前就开始了 ·以下两项证据也间接地支持了38亿年前地球上可能有 生命存在的推断: 依苏阿太古岩的沉积纹理等特征 表明那时(38亿年前)已有液态水圈存在。 沉积变质岩系中夹有碳酸盐岩 表明—当时大气圈中有二氧化碳
• 2、间接的证据表明，生命史与地质史几乎同样长—— 大约38亿年。 • 格陵兰的依苏阿（Isua）的太古宙沉积变质岩 • 世界上已知最古老的岩石，同位素年龄接近38亿 年，其稳定碳同位素比值（排除变质作用影响因素） 与生物来源的碳的数值范围大体接近 • 证明： • 生物有机合成（初级生产）可能在38亿年前就开始了。 • 以下两项证据也间接地支持了38亿年前地球上可能有 生命存在的推断： • 依苏阿太古岩的沉积纹理等特征 • 表明——那时（38亿年前）已有液态水圈存在。 • 沉积变质岩系中夹有碳酸盐岩 • 表明——当时大气圈中有二氧化碳
·3、光合作用存在的证据 ·澳大利亚、南非太古宙早期的沉积岩中,发 现有碳酸盐岩石和叠层石存在 叠层石 般被认为是光合微生物的生命活动与沉 积、沉淀作用的综合产物 ·前面提及的丝状徼生物化石的发现,以及现亻 活细胞的核酸一级结构比较研究获得的信息: 光合绿色硫细菌 Chlorobium和 Chloroflexus 起源很早。 以上证据表明: 光合作用和光合微生物在35亿年前可能已存在
• 3、光合作用存在的证据 • 澳大利亚、南非 太古宙早期的沉积岩中，发 现有碳酸盐岩石和叠层石存在。 • 叠层石 • ——一般被认为是光合微生物的生命活动与沉 积、沉淀作用的综合产物 • 前面提及的丝状微生物化石的发现，以及现代 活细胞的核酸一级结构比较研究获得的信息： • 光合绿色硫细菌Chlorobium 和 Chloroflexus 起源很早。 • 以上证据表明： • 光合作用和光合微生物在35亿年前可能已存在