‘壹’ 地球上的化石,究竟是怎么记录地球生物史的
树木化石
另一种有趣的化石类型是木化石。石化木通常是在树木落入河流时形成的,在河流中,它们变得饱和,然后埋在泥土、灰尘、淤泥和其他材料中。矿物,如火山灰中的二氧化硅,渗入树木,填充木材细胞的小孔。这改变了木材的整体组成,将其转变为石材,同时保留了原有的结构。石化木材中的多种矿物质创造出鲜明的色彩。
除了植物和动物的身体化石,古生物学家还研究动物的足迹和足迹化石,甚至动物粪便化石(称为粪化石)。这些化石很有启发性,因为它们揭示了史前动物是如何运动和吃什么。
化石记录,即世界上所有化石的收集,对于我们理解地球的历史是非常重要的。化石告诉我们哪些植物和动物在史前时期存在,它们生活在哪里。它们还告诉我们它们生活的年代。根据化石在地壳各层的位置,古生物学家可以确定哪些动物先于其他动物,哪些动物生活在同一时期。
利用碳年代测定法,古生物学家有时可以估计化石的年龄。这就提供了化石被发现的岩层的年龄,这就帮助科学家们确定所有其他物质的年代。如果没有化石,我们对地球早期历史的了解将会更加不完整。
‘贰’ 跪求高中生物里面的生物史,主要是谁谁谁做了什么什么最后得出了什么什么结论之类的。谢谢!
会考试的部分书上都有,而且考试根本不会这么考!都是告诉谁谁谁做了什么实验然后让你去写题,或者问你结论,而结论都是你学过的平时用的那些
‘叁’ 生物进化历史
(1)生命的起源
一般认为生命是由化学物质从无机到有机演化而来的。原始大气富含甲烷、氨、二氧化碳、水汽等,这些气体在外界高能(紫外线、闪电、高温)的作用下,首先合成氨基酸、脂肪酸等小分子有机化合物。这些小分子有机化合物,在适当的条件下,可以进一步结合成更复杂的蛋白质、核酸等大分子有机物质,经过进一步演化,终于产生了能够不断地进行自我更新的、结构非常复杂的多分子体系,由此产生了原始生命。当非细胞形态的原始生命在地球上出现时,由于大气中仍然缺氧,因此,它们一定是厌氧和异养类型。地球约形成于距今46亿年,从澳大利亚发现的距今35亿年的瓦拉翁纳群中的丝状细菌化石表明,生命的起源亦即化学演化过程,应发生在地球形成后约11亿年。生命的产生是地球演化史上的一次最大的飞跃,使得地球历史从化学演化阶段推向生物演化阶段。
(2)原核生物的出现
最初的生命应是非细胞形态的生命,为了保证有机体与外界正常的物质交换,原始生命在演化过程中,形成了细胞膜,出现了细胞结构的原核生物。细胞是生命的结构单元、功能单元和生殖单元,细胞的产生是生命史上的一次重大的飞跃。当前,地球上发现最早具细胞结构的可靠化石是瓦拉翁纳群中的丝状细菌化石。
(3)藻菌生态系统的形成
地球上最早出现的异养型原核生物细菌,经过不断地分化和发展,终于又出现了能够进行光合作用、从无机物合成有机养料的自养型原核生物蓝藻。蓝藻和细菌作为早期生物界的合成者和分解者,组成物质循环的两个基本环节,形成了一个完整的生态系统。从异养到自养是早期生物演化的另一次重大的飞跃。
蓝藻是最早出现的放氧生物,使得地球上原始大气中氧气浓度不断增加,形成含氧大气层。在高空出现的臭氧层,吸收了太阳的紫外辐射,改变了整个生态环境,为喜氧生物提供了有利的生活环境。于是生物便由厌氧转入喜氧,提高了能量代谢的效能。在加拿大甘弗林组中,发现了完好的距今约20亿年的细菌和蓝藻化石。
(4)真核生物的出现
从原核到真核是生物演化从简单到复杂的转折点,最早具细胞的生物是单细胞原核生物。原核细胞没有核膜,没有细胞器,结构简单。真核细胞具有核膜,整个细胞分化为细胞核和细胞质两部分。细胞核内具有染色体,成为遗传中心,细胞质内进行蛋白质合成,成为代谢中心。由于细胞结构的复化,增强了变异性,使得真核生物能够向高级体制发展。现已发现距今约13亿年的美国加利福尼亚的贝克泉组的白云岩中的原核蓝藻和真核绿藻。绿藻还发现于距今约10亿年的澳大利亚的苦泉组。绿藻是最早具有真核的生物。
(5)动物的出现
随着真核生物的出现,动、植物开始分化和发展。动物的出现,形成了一个新的三极生态系统。绿色植物(真核植物和原核蓝藻)通过叶绿素光合作用制造食物,是自然界的生产者;细菌和真菌是自然界的分解者;动物是自然界的消费者。地史上最早的动物化石是距今6~7亿年澳大利亚的伊迪卡拉动物群,其中以腔肠动物的似水母类、海鳃类、环节动物和少量节肢动物为主,还有一部分分类位置未定的疑难化石,很可能代表地史上曾短暂出现而又迅速绝灭的类群。从动物的分化水平看,伊迪卡拉动物群已是较后期的类型,不是动物的原始代表。这标志着后生动物在早已出现,并经历了一段相当长的分化演变过程。
(6)洋藻类和无脊椎动物时代
在生物演化史上称为“海洋藻类时代”和“海洋无脊椎动物时代”。起始于距今6亿年,延续了约1.7亿年。
植物仍以海生藻类为主,但很难保存为完好的化石。由于植物进化速度远较动物缓慢,早古生代植物界一直停留在藻类阶段。藻类的大量繁育不仅为海洋无脊椎动物提供了丰富的食物资源,而且通过叶绿素光合作用,放出氧气,为海洋无脊椎动物的发展,准备了有利的生活环境。
继元古宙末期伊迪卡拉后生裸露动物群之后,于早期,出现了地史上最早具钙质硬壳的小壳动物群,包括软舌螺、单板类、腹足类、腕足类等。这与当时海水富含钙质有关。由于发生了矿化事件,使得寒武纪保存的化石突然增多。这一时期称为“非三叶虫时代”。进入三叶虫时代后,在中国云南发现了距今5.7亿年的澄江动物群,主要由水母、三叶虫、金臂虫、非三叶虫节肢动物、蠕形动物、海绵、无铰腕足类、软舌螺和藻类等组成,是目前世界上保存最早的软体的多门类动物群,这一动物群的发现还表明后生动物在寒武纪开始前已经历了一段分化、辐射的历史过程。随后,腔肠动物、古杯类、软体动物(双壳、腹足、头足)、棘皮动物、牙形刺、笔石等相继出现。其中以三叶虫演化迅速、生态分异明显,分布遍及全球整个海域,在动物界中占绝对优势,因而称寒武纪为“三叶虫时代”。古杯类是地史上最早的造礁动物,生活于早寒武世,中寒武世早期绝灭,是生物史上第一个完全绝灭的造礁动物门类。
是自然环境有利于海洋无脊椎动物继续发展的时代,层孔虫、苔藓虫等先后出现,笔石、腕足类、鹦鹉螺等显着分异。树形笔石继续发展,一部分固着在海底生活,而大部分远运洋漂浮生活,遍及全球海域。到早奥陶世中期,正笔石类兴起、演化迅速,是奥陶纪的重要分带化石。腕足类出现了分异的第一个高峰期,在数量上占重要地位。鹦鹉螺开始出现于晚寒武世,到奥陶纪分异明显,种类繁多,个体较大,是营游泳生活的凶猛食肉动物。珊瑚最早出现于寒武纪,至中、晚奥陶世大量繁育,同层孔虫、苔藓虫等一起,是温暖浅海的重要造礁动物。海洋无脊椎动物新类群的出现和多样化,加剧了浅海陆棚区的生存竞争。
延续时间较短,生物界来源于奥陶纪,但有新的发展。其中最重要的生物事件是,三叶虫显着衰退,笔石向简化方向演变,单笔石兴起并大量发展。珊瑚以床板珊瑚和日射珊瑚为主,出现了特有的链珊瑚。腕足类出现了内部构造更为复杂的五房贝和展翼状外壳的石燕贝。鹦鹉螺显着减少但仍有代表。节肢动物中形体最大的板足鲎类最早出现于奥陶纪,到志留纪大量繁育,志留纪末,由于受加里东运动的影响,海水逐渐退去。部分生物为了适应新的生活环境,由海洋向陆地生活转变。
(7)向陆地生活转变和发展
由于志留纪末期大规模海退,陆地面积逐渐扩大,从滨海浅滩绿藻植物演化而来的陆生裸蕨植物最早出现于晚志留世,到早泥盆世开始大量生活在滨海沼泽低地,中泥盆世后期出现根、茎和叶分化的原始石松类和有节类,到晚泥盆世在自然选择的作用下,裸蕨迅速绝灭了。一般称志留纪末到中泥盆世为“裸蕨植物时代”。到石炭、二叠纪陆生植物进一步发展,出现了石松、节蕨、真蕨和原始裸子植物的种子蕨和科达类,这一时期被称为“蕨类植物时代”。从晚石炭世到二叠纪各类植物极度繁茂,由于适应不同的气候条件,逐渐形成明显的植物地理分区。
陆生植物发展之后,与植物存在着密切关系的昆虫大量繁育,它们相互依存,相互制约,平行发展。最早的昆虫类是最原始的无翅类型,最早的无翅类化石出现于。出现了现知最早的有翅昆虫,当时最繁盛的昆虫是现已绝灭的古网翅类。昆虫区系发生显着的变化,直翅类明显缩小,许多现代类型开始出现。
(8)鱼类的出现和发展
鱼类包括有颌类和无颌类。无颌类包括头甲鱼形类和鳍甲鱼形类。头甲鱼形类包括现生的七鳃鳗和盲鳗以及古生代有甲胄的种类;鳍甲鱼形类包括已绝灭的异甲鱼和花麟鱼。无颌类最早的类群是异甲类。发现于北美落基山区中奥陶统的异甲鱼,是脊椎动物最早的化石代表。晚志留世出现了从无颌类分化出来的最早具颌的棘鱼类和盾皮鱼类。有了上下颌,就不仅是被动摄食微小有机物,而可主动追捕大的食物了。硬骨鱼类包括总鳍鱼类、肺鱼类和辐鳍鱼类,最早出现于晚志留世晚期,与棘鱼类有共同的祖先。盾皮鱼类最早出现于晚志留世,一直生存到早石炭世,以泥盆纪最繁盛。软骨鱼类出现于早泥盆世晚期,可能与盾皮鱼类有共同的祖先。泥盆纪时鱼类极为繁盛,故被称为“鱼类时代”。硬骨鱼类在现代鱼类中占绝对优势,被称为“水中的主人”。从侏罗纪起,软骨鱼类出现了,如鲨鱼和鳐,还有生活在深海里的银鲛。
(9)两栖类的出现
总鳍鱼在晚泥盆世时登陆, 是陆生脊椎动物的最早类型。脊椎动物在登上陆地的过程中首先要解决呼吸和行动问题总鳍鱼已具有原始肺的构造,肉质偶鳍可以在地上爬行。最早的两栖类代表是发现于格陵兰和北美晚泥盆世的迷齿类鱼石螈(Ichthyostega),具明显的从总鳍鱼类向两栖类过渡的中间类型性质。石炭——二叠纪是两栖类最繁盛的时期,被称为“两栖动物时代”。残存下来的现代两栖类有蝾螈、青蛙等。
(10)裸子植物和爬行运动
裸子植物虽在石炭——二叠纪时已开始出现,但最繁盛的时期是,故中生代被称为“裸子植物时代”。这一时期的植物群以苏铁、本内苏铁和松柏类为主。北半球还有较多的银杏类,南半球则以松柏类占优势。从蕨类植物演化到裸子植物,标志着从孢子繁植转化为种子繁殖。裸子植物用种子繁殖适于陆上生活和传播,扩大了生存空间,形成了地球上的广大森林,为爬行动物的发展,提供了有利的生活环境。
石炭——二叠纪时,从两栖动物迷齿类演化出来的蜥螈形类,坚持陆生方向,很可能是爬行动物的祖先。经过长期演化,产生了能够适应干旱陆地环境的羊膜卵。于是,爬行动物诞生了。从两栖类水中产卵、水中受精发展到爬行动物的体内受精和产生羊膜卵,是脊椎动物演化史上的一次重大飞跃。
陆生爬行动物中以恐龙(Dinosaur)为主要代表。恐龙最早出现于中三叠世,分蜥臀类和鸟臀类两大支系,是中生代占绝对优势的陆地脊椎动物。由于爬行动物大量繁殖,除绝大部分在陆地上生活外,有的重返水域成为水生爬行动物,如开始的鱼龙类、和的蛇颈龙类。有的向空中发展成为飞翔的爬行动物,叫翼龙类,如德国侏罗系中发现的喙嘴龙 (Rhamphorhyn-chus),靠前肢的两张翼膜飞翔。由喙嘴龙分化出另一类飞翔爬行动物叫翼指龙(Ptercdactylus),主要生活在晚侏罗世到白垩纪。
爬行动物是中生代地球上占绝对优势的脊椎动物,故称中生代为“爬行动物时代”或“龙的时代”。到白垩纪末期,全球出现了显着的地质事件,使地表自然环境发生巨大变化。由于恐龙不能适应当时迅速变化的环境,随同整个爬行动物的大衰退,无论陆生的、水生的或飞翔的恐龙,到白垩纪末都相继绝灭了。爬行动物中残留并延续至今天的,仅有喙头蜥类、鳄类、龟鳖类和有鳞类(蛇和蜥蜴)。
对恐龙的绝灭尚有不同的解释。不少人认为恐龙的集群绝灭与地外成因的灾变事件有关,如超新星爆发、小天体撞击地球等。
(11)鸟类的出现和发展
鸟类是从爬行动物分化出来的一个旁支。鸟类的脑和神经系统发达,心脏分隔完全,是恒温的脊椎动物。从变温的爬行动物转化为恒温的鸟类,是脊椎动物演化史上的一次重大飞跃。恒温动物(鸟类和哺乳动物)的体温相对稳定,不受外界气温的影响,增强了对气候环境的适应性,扩大了地理分布范围。
鸟类最早的化石代表是德国晚侏罗世的始祖鸟(Ar-chaeopteryx),它是由爬行动物向鸟类过渡的中间类型,是鸟类的最早代表。此外,1986年在美国得克萨斯州发现一新的鸟化石,命名为 Protoavis,意为“原始的鸟”。其时代为三叠纪,比始祖鸟早,但比始祖鸟更接近现代鸟类。因此有人认为始祖鸟可能是鸟类系统演化中的一个旁支。有关鸟类的起源和早期发展有待深入研究。
(12)被子植物和哺乳动物
早白垩世晚期出现了被子植物,中、晚白垩世很快繁育起来,新生代时极为繁盛,代替了裸子植物,成为植物界中最高级的类群,开创了被子植物时代。关于被子植物的起源迄今尚无定论。
被子植物有比裸子植物更进步的内部构造和完善的生殖器官。被子植物的迅速发展和更广泛的地理分布,为依赖植物为生的动物界提供了丰富的食物资源,促进了昆虫、鸟类和哺乳动物的大发展。人类生活也与被子植物的发展密切相关。
最早的哺乳动物是从三叠纪的似哺乳爬行动物中分化出来的。进入新生代,由于板块的分离或聚合,气候的分化,被子植物的迅速发展和广泛分布,促使哺乳动物迅速分化、辐射,得到了空前发展,取代了爬行动物,在地球上居于优势。从而脊椎动物的演化又进入了一个更高级的阶段——哺乳动物时代。从爬行动物的变温、卵生发展为哺乳动物的恒温、胎生和哺乳,以及高度发达的神经系统和感觉器官,是脊椎动物演化史上的一次重大飞跃。
一般认为中生代的古兽类是白垩纪和新生代有袋类和有胎盘类的共同祖先。白垩纪时,有袋类广泛分布于世界各大陆,第三纪繁盛于南美,而现代仅生活在澳大利亚。有胎盘类是比有袋类更高等的哺乳动物。最早的有胎盘类是白垩纪出现的小型食虫类。新生代后得到空前发展,分化、辐射出许多分支。其中一支为适合于飞行生活的翼手类和蝙蝠,是从古新世一类树栖生活的食虫类演化而来的。另一支是适应于海洋生活的鲸类,保留了从陆生祖先继承来的肺呼吸,是一种进化趋同的现象。啮齿类包括现生的松鼠、河狸、家鼠等,是兽类中演化最成功的一类,无论在种类、数量、分布地区,在兽类中都占优势地位。食肉类又分为古食肉类、新食肉类和鳍脚类。古食肉类大量辐射发生在古新世和始新世。始新世末期新食肉类繁盛起来,如现生的猫、虎、狗等。新食肉类出现不久,海生鳍脚类(海狮、海豹、海象)开始出现。
最原始的哺乳动物主要是食虫的。古老的有蹄动物踝节类也是从原始食虫类演化而来的,是由食虫发展到食草过程中最原始的一个分支,是后来大多数有蹄动物,包括马、貘、犀等奇蹄类和猪、牛、羊等偶蹄类的共同祖先。
象的祖先可能由早期的踝节类演化而来。最早的象是发现于北非晚始新世到早渐新世的始祖象(Moerither-ium),体形大小如猪,第二对门齿还没有形成象类特有的大门牙。古乳齿象(Palaeomastodon)是始祖象的直接后裔,它的身体比始祖象增大了约一倍,上门牙伸长,第四纪开始多数绝灭,少数生活到早更新世。真象类是从乳齿象演化出来的,又分为剑齿象类和真象类。中国象类化石很多,如甘肃早更新世的剑齿象化石被命名为黄河古象,真象化石有广泛分布于华北和东北晚更新世的猛犸象。象类演化趋势是个体增大、鼻长和大象牙的不断增长。今天残存的仅有非洲象和印度象。
奇蹄类中以马的演化研究的最清楚。马的最早代表是始新世早期的始马(Hyracotherium),大小如现代的狐狸,前足有4个脚趾,后足有5个脚趾。渐新世出现了中马(Mesohippus),前、后足只有3个脚趾,都着地。始马和中马都生活在森林里。中新世出现了草原古马(Mery-chippus),前、后足都只有3个脚趾,只中间1个趾着地,两侧的已经退化。从草原古马开始,马类才进化到草原奔驰生活。到上新世,开始出现单趾马,命名为上新马(Pliohippus)。到第四纪出现了现代马 (Equus)。马类的演化趋势是,个体增大,腿和脚伸长,侧趾退化,中趾加强,前臼齿臼齿化,颊齿齿冠增高。
偶蹄类从始新世开始出现,经过渐新世、中新世和上新世大量发展,从更新世到现在,在食草动物中无论在种类上和数量上都占优势地位。偶蹄类分为猪形类、骆驼类和反刍类。猪形类出现于始新世早期,都是些小形偶蹄类,如始新世的双锥齿兽,戈壁猪形兽等。从渐新世到上新世体形变大。更新世出现了与现代野猪相似的猪。骆驼出现于始新世晚期,也是小形的偶蹄类。从始新世的始驼,经过渐新世的鹿驼,到中新世和上新世的原驼,一直发展到现代亚洲的真驼和南美的羊驼。反刍类包括鼷鹿、鹿、长颈鹿、牛、羊、羚羊等。这一类的主要特征是消化系统复杂,能很好地加工和消化粗糙的草类。鼷鹿是最原始的反刍类。在中国发现的鹿化石很多,有中新世的皇冠鹿、上新世的上新鹿、更新世的四不象鹿和大角鹿等。
(13)从猿到人
人类在动物界中的近亲是类人猿(简称猿)。现代的类人猿有长臂猿、猩猩、大猩猩和黑猩猩。类人猿无论在外貌和面部表情上,还是身体内部的结构上都与人相似。类人猿中又以黑猩猩与人最接近。
根据化石资料,从猿到人经过森林古猿(Dryopithe-cus)、腊玛古猿(Ramapithecus)、南方古猿(Australo-pithecus)、人(Homo)4个阶段。森林古猿在渐新世晚期中新世中期繁荣于欧、亚、非洲大陆,是现生各种猿类的祖先。腊玛古猿大约在1500万年前由一种森林古猿演化而来, 生存在距今 1500~800万年前。这种化石最早(1932)发现于印度西瓦立克山,以后在非洲、欧洲和中国云南均有发现。一般认为腊玛古猿是从猿到人过渡阶段的早期代表,是最早的人科成员。但近年来新发现的化石却增加了腊玛古猿是人科的怀疑,有人认为是一种进步的猿类。南方古猿化石最早(1924)发现于南非,南方古猿大约生存于距今300~100万年前,它的原始类型可能是从猿到人的过渡阶段晚期的代表。由南方古猿再进一步发展成现代人。从猿到人的演化过程中,劳动起着重要的作用。由于劳动使身体的姿势由半直立变为直立。劳动和语言又促进了脑的发展,而脑的发展又加速了从猿到人的转变。
(14)人类的发展
人类发展的过程一般分为 4个阶段:早期猿人阶段、晚期猿人阶段、早期智人阶段和晚期智人阶段。
早期猿人阶段。出现于更新世早期,以坦桑尼亚距今 175万年的“能人”(Homo habilis)为代表。这一阶段的人类已具人的基本特点,但还有许多原始性。能直立行走,还能制造简单的砾石工具。外貌像猿,但脑量达700毫升,比现代猿大。
晚期猿人(直立人)阶段。出现于更新世中期,以北京猿人(Homo erectus pekinensis)和爪哇猿人(Homo ercetus Java)为代表。与北京猿人大致同时的还有蓝田猿人(Homo erectus lantianensis)和海德堡人(Homo erectus heidelber ensis)等。这一时期的猿人,身体形态已有明显的进步性,身体像人,脑颅像猿,但脑量较大,在715~1225毫升之间,直立行走的姿势已与现代人接近。在文化上已能制造较进步的石器,并开始用天然火。比早期猿人分布范围更广泛。
早期智人(古人)阶段。古人生存于距今10~20万年至5万年前,广泛分布于亚、非、欧洲的许多地区,以德国的尼安德特人(Homo sapiens neanderthalensis)为代表。中国发现的古人化石有广东的马坝人、湖北的长阳人、山西的丁村人。古人的脑量已达现代人的水平,制造石器,靠渔猎生活,能人工取火。丁村人在石器打制技术上比北京猿人有了显着提高,加工更加精细。
晚期智人(新人)阶段。出现于近5万年内,以法国的克罗马侬人(Homo sapiens sapiens)为代表。在中国有北京周口店的山顶洞人,内蒙的河套人,广西的柳江人,四川的资阳人。新人在形态上已非常像现代人,在文化上已有雕刻与绘画的艺术,并出现了装饰品。新人分布范围比古人更广泛。新人化石不仅发现于亚、欧、非洲的广大地区,在大洋洲和美洲也有发现。在新人阶段,现代人种包括黄种、白种、黑种和棕种,开始分化和形成,广泛分布于世界各地。柳江人是现代黄种人的祖先,克罗马侬人是现代欧洲白种人的祖先。
‘肆’ 38亿年前的人骨化石已被发现,地球生物史到底是怎样的
刚看到这个问题的时候,我和很多小伙伴们都惊呆了。地球的历史才有46亿年,而地球上最原始的生命诞生也才有40多亿年的历史,如果发现了距今38亿年的人骨化石,那不但会完全刷新对地球生物演化史的认知,肯定还会刷新对地球本身演化发展历史的认知,无异于在全球的科学界投放一颗“超级炸弹”,引发无数人对之顶礼膜拜。
在距今4.6亿年的奥陶纪中期,在现今的北美地区落基山脉地区以及澳大利亚,最原始的脊椎动物-异甲鱼类才开始出现,奠定了动物界继续向结构更加复杂、生理功能更加完备、适应性更强方向发展的基础。到了距今3.8亿年的泥盆纪中期,脊椎动物得到了飞速发展,海洋鱼类空间繁盛,成为统治海洋的“霸主”。
在距今3亿年的石炭纪,鱼类的双鳍逐渐演化成四肢,鱼类开始脱离海洋登上海岸,最终演化为两栖动物,此时的两栖动物以坚头类和壳椎类为主。后来到了距今2.6亿年的二叠纪,海洋中的软骨鱼类和硬骨鱼类又实现了跨越式发展,陆地上的动物则从两栖类发展形成大型爬行动物,恐龙的祖先槽齿类动物也得到迅猛的发展。后来的历史大家就非常清楚了,在三叠纪、件侏罗纪和白恶纪,恐龙成为地球上的主宰,共“统治”了地球1.6亿年之久。
现如今的哺乳动物,其祖先正是起源于恐龙时代,从目前来看极有可能是当时的兽亚纲动物,包括齿兽目、完兽目和蜀兽目等种类,那个时期受到恐龙的压制,早期的哺乳动物身型往往非常小,一直到中生代晚期其体型最大也没有现在的兔子大小。直到6500万年前,恐龙因受小行星撞击地球的影响,而集体灭绝之后,才腾出了生态位,给了哺乳动物迅猛发展的有利条件,并依靠它们强大的适应能力熬过了此后的几次大小冰河时期,成为新时代的统治者,为后来更加高级的灵长类动物的出现打下了坚实的基础。
在大约1000万年前,人类的祖先-拉玛古猿开始尝试从树上来到树下,逐渐从猿类中分离出来,到了500万年前,南方古猿拿到接力棒,实现了直立行走,彻底走出森林,开始形成了与类人猿的正式分离,形成了地球上独一无二的生物种类-人种。在人类的进化发展中,人类祖先开始学会制造和使用工具、学会保存和利用火种,为早期人类的智力水平提升、文明程度的发展又奠定了里程碑。后来,人类的祖先-智人又3次走出非洲,然后完全取代了其它人种,慢慢发展成为世界各个种族的现代人。
以上就是地球生物史特别是动物史的一个简单的发展历程,从中我们不难看出,在地层中如果发现有类似骨骼的化石,理论上最早也只能是1.6亿年左右,而类似人类骨骼的化石,则最早也只能是几万年以前,所以,文中最开始提到的38亿年前发现人类骨骼化石的报道,完全没有任何依据可言。
‘伍’ 谁能帮我整理一下高中的生物史啊!!
埃弗里,O.T.
Oswald Theodore Avery (1877~1955)
美国细菌学家。1877年10月21日生于加拿大新斯科舍哈利法克斯,1955年2月20日卒于美国田纳西州纳什维尔。1887年随作牧师的父亲迁入美国纽约市。1904年毕业于哥伦比亚大学医学院,后到布鲁克林的霍格兰实验室研究并讲授细菌学和免疫学。1913年转到纽约的洛克菲勒研究所附属医院工作,直到1948年退休。
他和C.麦克劳德、M.麦卡锡于1944年共同发现不同型的肺炎双球菌(Diplococcus pneumoniae)的转化因子是 DNA。英国微生物学家F.格里菲思于1928年就发现:将已经死亡的Ⅲ型肺炎双球菌和活的Ⅱ型菌分别注射入小白鼠体内,小白鼠表现正常;若将两者混合注入,则小白鼠死亡,并从其尸体中可分离出活的可致病的Ⅲ型肺炎双球菌。格里菲思由此推测,在Ⅲ型的死菌体中必有一种转化因子,能使Ⅱ型转化为Ⅲ型,而且这种转化可以遗传给后代。埃弗里和他的同事则进一步从被高温杀死的Ⅲ型菌中分离出蛋白质、荚膜的成分(粘多糖)和 DNA,将这几种成分分别同活的Ⅱ型菌混合培养,发现只有 DNA能使活的Ⅱ型转化为Ⅲ型,即使无荚膜、不致病的可转化为有荚膜、能致病的肺炎双球菌。证明了格里菲思所说的转化因子就是脱氧核糖核酸(DNA)。这项实验第一次证明了遗传物质是DNA而不是蛋白质。虽然这一发现,曾引起争论和怀疑,但的确推动了DNA的研究,直至1953年DNA双螺旋结构的发现。
他早年就熟悉肺炎双球菌,研究过肺炎双球菌的免疫性。提出肺炎双球菌可根据其免疫的专一性来进行分类,而这种免疫专一性是由于不同菌型的荚膜中所含的多糖引起的。由此他建立起对不同型肺炎双球菌的灵敏检验法。
沃森,J.D.
James Dewey Watson (1928~ )
美国分子生物学家。1928年4月6日生于芝加哥。1947年毕业于芝加哥大学,得学士学位,后进印第安纳大学研究生院深造,1950年得博士学位后去丹麦哥本哈根大学从事噬菌体的研究,1951~1953年在英国剑桥大学卡文迪什实验室进修,1953年回国,1953~1955年在加州理工大学工作,1955年去哈佛大学执教,先后任助教授和副教授,1961年升为教授。在哈佛期间,主要从事蛋白质生物合成的研究。1968年起任纽约长岛冷泉港实验室主任,主要从事肿瘤方面的研究。1951~1953年在英国期间,他和英国分子生物学家F.H.C.克里克合作,根据X射线对 DNA晶体的衍射研究结果、DNA分子中碱基组成的规律性(查加夫规律)和其他一些实验数据,提出了DNA的双螺旋结构学说。他们认为DNA分子是由两条多核苷酸链相互绕在一起构成的一个双螺旋,两条链的走向相反,都是右手螺旋,由脱氧核糖和磷酸构成的骨架在外侧,碱基在内侧,两条链的碱基由氢键联系,总是腺嘌呤核苷(A)和胸腺嘧啶核苷(T)配对,鸟嘌呤核苷(G)和胞嘧啶核苷(C)配对,在B型的DNA分子中碱基对平面垂直于螺旋轴,两个相邻碱基的距离为3.4埃,每10对碱基构成一个完整的螺旋,螺旋的宽度为20埃。这个学说不但阐明了DNA的基本结构,并且为一个DNA分子如何复制成两个结构相同DNA分子以及DNA怎样传递生物体的遗传信息提供了合理的说明。沃森在生物学方面受过基本训练,他对DNA是遗传的物质基础有深刻的信念,而克里克则是学物理的,他熟悉晶体结构的测定方法,他们两人的合作相得益彰,因此取得这项重大成就。它被认为是生物科学中具有革命性的发现,是20世纪最重要的科学成就之一。由于提出DNA的双螺旋模型学说,沃森和克里克及M.H.F.威尔金斯一起获得了1962年诺贝尔生理学或医学奖。
森是美国科学院院士。着有《基因的分子生物学》(1976)、《双螺旋》(1968)等书。此外,他还获得了许多科学奖和不少大学的荣誉学位。 克里克,F.H.C.
Francis Harry Compton Crick (1916~ )
英国分子生物学家。1916年6月8日生于北安普敦,1937年获伦敦大学学士学位。第二次世界大战期间参加英国海军制造磁性水雷的工作。1947~1949年至剑桥斯特兰奇韦斯实验室工作。1949~1953年,在剑桥大学卡文迪什实验物理学实验室工作。在此期间和J.D.沃森合作,提出了着名的 DNA双螺旋学说。1953年获剑桥大学博士学位。1953~1954年去美国布鲁克林工业学院工作。以后回到英国医学研究委员会剑桥分子生物学实验室工作。1976年去美国索尔克生物学研究所任研究教授,主要从事脑的研究。
克里克和同事提出了“三联密码”的看法,即遗传密码由3个核苷酸组成,3个核苷酸可以转译成一个氨基酸。此外,他还从立体化学的角度提出了“摆动假说”,指出密码子和反密码子结合时,密码子的第一和第二两个核苷酸和反密码子的第三和第二两个核苷酸严格按照沃森-克里克碱基配对的规则结合,但密码子的第三个核苷酸和反密码子的第一个核苷酸之间的结合则可有一定的“自由”,如尿嘧啶核苷(U)除可和腺嘌呤核苷(A)配对外,还可和鸟嘌呤核苷(G)配对,鸟嘌呤核苷除和胞嘧啶核苷(C)配对外,还可和尿嘧啶核苷配对,而次黄嘌呤核苷 (I)则和胞嘧啶核苷、尿嘧啶核苷或腺嘌呤核苷均可配对。
因提出DNA的双螺旋结构学说,他和J.D.沃森及M.H.F.威尔金斯一起,获得了1962年诺贝尔生理学或医学奖。他是英国皇家学会会员,着有《分子和人》等。他还获得了许多科学奖和不少大学授予的荣誉学位。 达尔文,C.R.
Charles Robert Darwin (1809~1882)
英国生物学家,进化论的主要奠基人。1809年2月12日生于英国什鲁斯伯里,1882年4月19日卒于肯特郡。1831年毕业于剑桥大学,同年12月27日参加英国海军贝格尔舰环绕世界的考察航行,先在南美洲东海岸的巴西、阿根廷等地和西海岸及相邻的岛屿上考察,然后跨太平洋至大洋洲,继而越过印度洋到达南非,再绕好望角经大西洋回到巴西,最后于1836年10月2日返抵英国。
回国后,他在多病的情况下坚持整理了考察中收集的大量资料,陆续发表了有关生物学及地质学的考察报告,其中包括《贝格尔舰所经各国的地质及博物调查日记》(1839)、《贝格尔舰航行动物志》(1840~1843)、以及三册有关珊瑚礁、火山岛的地质报告(1842~1846)。他在地质学论着中,提出环礁是因海底下沉、珊瑚向上堆生而成的着名论断。这5年的旅行考察更促使他思索物种起源的问题。他研究了各方面的大量证据,逐渐认识到,形形色色的物种实际都是由共同祖先进化而来的。他通过植物栽培和家畜驯养的事例,感到进化的原因可能是大自然对生物采取了类似的选择方式——去劣存优。他还注意到,生物界中普遍存在着个体差异;适应环境的物种可以孳生繁衍,不适应的则可能灭绝。他又从T.R.马尔萨斯的《人口论》中得到启示:每一物种均有巨大的繁殖力,但存活者只占极少数,这说明自然界中存在着剧烈的生存竞争,这种竞争造成大量死亡,从而维持了种群数目的相对稳定。经过多年的探索,他逐渐形成了一个系统的进化思想:生物界本来就存在着个体差异,在生存竞争的压力下,适者生存,不适者被淘汰;物种所保留的有利性状在世代传递过程中逐渐积累,经过性状分异和中间类型消失便形成新种。1842~1844年间,他写过短文论述这些思想,但只给少数朋友看过。1846年以后,他研究了藤壶化石种及现存种的分类问题,对物种变异有了更深刻的理解;并于1851~1854年先后发表了4篇论述蔓足类的专着。此后他又不断与友人探讨,进一步充实和发展了他的进化思想。1858年6月18日,他接到博物学家A.R.华莱士的一篇文章,其中表述了与他相同的进化论见解。这时他才在朋友的敦促下写出了自己的进化观点,与华莱士的文章同于7月1日的伦敦林奈学会上发表。他们的文章当时没有引起普遍的注意。1859年11月24日出版了他的《物种起源》,书中详细介绍了他20年来收集到的丰富证据,充分论证了生物的进化,并明确提出自然选择学说来说明进化机理。书出版后迅即售完,在社会上引起极大反响。进化论的出现使生物界的种种现象都得到一个统一的解释:生物的一致性可以用共同祖先来说明;物种的多样性则完全是进化适应的结果。进化论的出现在哲学和社会科学领域中也产生极大影响;它猛烈冲击了当时支配思想领域的神学观念。
此后,达尔文的着作大都是对进化学说的进一步阐释和发展。例如1868年的《动物和植物在家养下的变异》论述了人工选择问题;1871年的《人类的由来及性选择》则把进化学说推广到人类。此外,还有一系列着作探讨了植物界中的许多适应现象,如1862年的《兰花诱虫授粉的种种策略》、1865年的《攀缘植物的运动及习性》、1875年的《食虫植物》以及1877年的《植物界中异花授粉和自花授粉的效果》等。1872年发表的《人类和动物的表情》可算是最早的一部行为学着作;而1881年的《蚯蚓对园田土壤形成的作用》则是土壤生态学的先驱。他还研究了植物的向光和向地运动,根据实验断定在植物体中存在着某种能传递信息的物质;预见了后来发现的生长素。
孟德尔,G.J.
Gregor Johann Mendel (1822~1884)
奥地利遗传学家,遗传学的奠基人。1822年7月22日生于奥地利的海因岑多夫(今捷克的海恩塞斯),1884年1月6日卒于布吕恩(今捷克的布尔诺)。他于1840年以优异的成绩毕业于特罗保的预科学校,即进入奥尔米茨哲学院学习。1843年因家贫而辍学;同年10月到奥古斯丁修道院做修道士。1847年被任命为神父。1849年受委派到茨纳伊姆中学任希腊文和数学代课教师。1851~1853年去维也纳大学学习物理学、化学、数学、动物学和植物学,在此期间受到着名物理学家J.C.多普勒的数学和统计学的熏陶、植物学家F.J.A.N.翁格尔的物种可变和植物通过杂交可能产生新种观点的影响,这一切对他以后创造性的科学研究起了很大作用。1853年夏,他从维也纳大学毕业回修道院。1854年被委派到布吕恩技术学校任物理学和博物学的代理教师。他在那里工作了14年之久。
从1856~1863年,他进行了8年的豌豆杂交实验,并于1865年在布吕恩自然科学研究协会上报告了他的研究结果。1866年又在该会会刊上发表了题为《植物杂交试验》的论文。他在这篇论文中提出了遗传因子(现称基因)及显性性状、隐性性状等重要概念,并阐明其遗传规律,后人称之为孟德尔定律(包括“分离定律”及“独立分配定律”)。孟德尔在实验中对于解决什么问题(亦即遗传规律)、选择什么材料和怎样分析结果,都有十分清晰的构思。他冲出了已往生物学界一直因循的活力论和目的论窠臼、敢于借鉴物理学中的粒子运动,即粒子的随机结合和分离作为实验设计分析的基点。在实验方法上一反前人笼统描述亲子间总合性状相似和不同的做法,把诸如茎杆高度、子叶颜色等作为各自独立的性状,并设想个体的总合性状乃是由多种独立性状随机组合和分离的产物。他的另一超人之处是在数据处理上没有忽视未表达所研究的独立性状的个体的数目。他所建立的测交法最能说明他对隐性个体遗传内涵的重视。但是这些发现当时并未受到学术界的重视。直到1900年,孟德尔定律才由 3位植物学家——荷兰的H.德·弗里斯、德国的C.E.科伦斯和奥地利的 E.von切尔马克通过各自的工作分别予以证实,成为近代遗传学的基础。从此孟德尔也被公认为科学遗传学的奠基人。
除了进行过植物杂交试验之外,孟德尔还从事过植物嫁接和养蜂等方面的研究。此外,他还进行了长期的气象观测,并且于1871年发表过一篇有关龙卷风成因的学术论文。他生前是维也纳动、植物学会会员、并且是布吕恩自然科学研究协会和奥地利气象学会的创始人之一。施莱登,M.J.
Matthias Jakob Schleiden (1804~1881)
德国植物学家,细胞学说的创始人之一。1804年4月5日生于汉堡,1881年6月23日卒于美因河畔法兰克福。早年在海德堡学习法律(1824~1827),并在汉堡作过律师。因对植物学有浓厚兴趣而攻习植物学,于1831年毕业于耶拿大学。1850年任耶拿大学植物学教授。当时植物学界流行的研究是形态分类学,而他则通过研究植物显微镜下的结构来描述和命名新种。自17世纪R.胡克把在显微镜下看到的木栓薄片中的小室称为“细胞”以来,不少学者对许多动、植物的显微结构都进行过描述,但并未引出规律性的概念。施莱登根据他多年在显微镜下观察植物组织结构的结果,认为在任何植物体中,细胞是结构的基本成分;低等植物由单个细胞构成,高等植物则由许多细胞组成。1838年,他发表了着名的《植物发生论》一文,提出了上述观点。该文刊登在1838年出版的《米勒氏解剖学和生理学文集》上。德国动物学家T.A.H.施万将此概念扩展到动物界,从而形成了所有植物和动物均由细胞构成这一科学概念即“细胞学说”,并首次载于1839年发表的施万所着的《动物和植物的结构与生长的一致性的显微研究》一文中。“细胞学说”被恩格斯誉为19世纪自然科学三大发现之一,对生物科学的发展起了巨大的促进作用。施莱登也认识到细胞核的重要性,并观察到细胞核与细胞分裂有关。他还描述过细胞中活跃的物质运动,即现在所说的原生质川流运动。他是首先接受达尔文进化论的德国生物学家之一。
施万,T.A.H.
Theodor Ambrose Hubert Schwann (1810~1882)
德国动物学家和生理学家。1810年12月 7日生于诺伊斯,1882年1月11日卒于科隆。他开创了现代组织学并是细胞学说的创立人之一。他受教育于波恩、维尔茨堡和柏林大学,1834年获博士学位生涯后,成为生理学家J.P.弥勒的助教。
1834~1839年是他在科研工作中最富创新的年代。他研究消化过程,发现了胃中与消化有关的物质——胃蛋白酶。这是从动物组织提取的第一个酶。他设计了实验来测计荷载相同重量的肌肉受到相同刺激时收缩长度的变化,并对收缩强度与刺激强度进行比较借助物理方法显示生理功能,为生理学研究开辟了新的定量途径。他通过实验认识到酒精发酵与酵母的代谢有关,有机物的腐烂是由于活的有机体(微生物)的代谢的结果。并且首先使用“代谢作用”(metabolism)一词。他的重大贡献是1839年发表的《动植物结构和生长一致性的显微研究》。他受植物学家M.J.施莱登的影响,认为脊索细胞(或软骨细胞)与植物细胞有相似性,并认为细胞是各种组织的基本单位,所以有不同形状都是由于细胞分化的结果。因此,基本单位虽然在生理上完全不同,却可能是根据同一法则发育出来的。他和施莱登共同奠定细胞学说的基础。但是他也接受了施莱登的错误观点,认为细胞是在基质内通过结晶的过程形成的。1839年后,由于发酵的见解而受到当时权威人士的攻击,使他的处境十分困难,长期处于忧虑和抑郁状态。后来L.巴斯德的实验才证明他的见解是正确的。
1839~1848年他在卢万大学任生理学教授,发展了胆导管的实验方法,研究胆汁在消化中的作用,认为在消化道中不能没有胆汁。1848年在列日大学任生理学教授并兼任解剖学、胚胎学教授。在这个日益兴旺的工业区他还发展了一系列煤矿用的排水和急救设备。直到1879年他退休之前,依然讲授生理学。他在中年以后有越来越明显的宗教倾向。
‘陆’ 化石的如何记录地球的生物史的
大约在39亿年前一颗体积与火星相似的太阳原始行星“忒伊亚”与地球相撞,由于巨大的撞击作用既改变了地轴原来的倾斜方向使得黄赤交角形成,而所撞出的物质形成了地球唯一的一颗天然卫星月球。
随着时间的推移,地球上又出现了多细胞生物,进而又出现了鱼类、海洋藻类等等,直至距今约621万年,才出现人类。
综上所述,地球生物的诞生和演化遵循着由简单到复杂、由低级向高级的发展规律,是宇宙中最复杂也是最高级的运动的表现,不可能孙悟空一样拔根毫毛就能变猴子,而地球之所以有生命诞生与地表光照、温度、水分、空气、地磁以及地球轨道环境等密切相关,缺一不可。
‘柒’ 生物历史
发展历史
在自然科学还没有发展的古代,人们对生物的五光十色、绚丽多彩迷惑不解,他们往往把生命和无生命看成是截然不同、没有联系的两个领域,认为生命不服从于无生命物质的运动规律。不少人还将各种生命现象归结为一种非物质的力,即“活力”的作用。这些无根据的臆测,随着生物学的发展而逐渐被抛弃,在现代生物学中已经没有立足之地了。
20世纪特别是40年代以来,生物学吸收了数学、物理学和化学等的成就,逐渐发展成一门精确的、定量的、深入到分子层次的科学。人们已经认识到生命是物质的一种运动形态。生命的基本单位是细胞,它是由蛋白质、核酸、脂质等生物大分子组成的物质系统。生命现象就是这一复杂系统中物质、能和信息三个量综合运动与传递的表现。生命有许多为无生命物质所不具备的特性。例如,生命能够在常温、常压下合成多种有机化合物,包括复杂的生物大分子;能够以远远超出机器的生产效率来利用环境中的物质和能制造体内的各种物质,而不排放污染环境的有害物质;能以极高的效率储存信息和传递信息;具有自我调节功能和自我复制能力;以不可逆的方式进行着个体发育和物种的演化等等。揭露生命过程中的机制具有巨大的理论和实践意义。 现代生物学是一个有众多分支的庞大的知识体系,本文着重说明生物学研究的对象、分科、方法和意义。关于生命的本质和生物学发展的历史,将分别在“生命”、“生物学史”等条目中阐述。
生物学的分支学科各有一定的研究内容而又相互依赖、互相交叉。此外,生命作为一种物质运动形态,有它自己的生物学规律,同时又包含并遵循物理和化学的规律。因此,生物学同物理学、化学有着密切的关系。生物分布于地球表面,是构成地球景观的重要因素。因此,生物学和地学也是互相渗透、互相交叉的。
早期的生物学
主要是对自然的观察和描述,是关于博物学和形态分类的研究。所以生物学最早是按类群划分学科的,如植物学、动物学、微生物学等。由于生物种类的多样性,也由于人们对生物学的了解越来越多,学科的划分也就越来越细,一门学科往往要再划分为若干学科,例如植物学可划分为藻类学、苔藓植物学、蕨类植物学等;动物学划分为原生动物学、昆虫学、鱼类学、鸟类学等;微生物不是一个自然的生物类群,只是一个人为的划分,一切微小的生物如细菌以及单细胞真菌、藻类、原生动物都可称为微生物,不具细胞形态的病毒也可列入微生物之中。因而微生物学进一步分为细菌学、真菌学、病毒学等。 按生物类群划分学科,有利于从各个侧面认识某一个自然类群的生物特点和规律性。但无论具体对象是什么,研究课题都不外分类、形态、生理、生化、生态、遗传、进化等方面。为了强调按类型划分的学科已经不仅包括形态、分类等比较经典的内容,而且包括其他各个过程和各种层次的内容,人们倾向于把植物学称为植物生物学,把动物学称为动物生物学。 生物在地球历史中有着40亿年左右的发展进化历程。大约有1500万种生物已经绝灭,它们的一些遗骸保存在地层中形成化石。古生物学专门通过化石研究地质历史中的生物,早期古生物学多偏重于对化石的分类和描述,近年来生物学领域的各个分支学科被引入古生物学,相继产生古生态学、古生物地理学等分支学科。现在有人建议,以广义的古生物生物学代替原来限于对化石进行分类描述的古生物学。 生物的类群是如此的繁多,需要一个专门的学科来研究类群的划分,这个学科就是分类学。林奈时期的分类以物种不变论为指导思想,只是根据某几个鉴别特征来划分门类,习称人为分类。现代的分类是以进化论为指导思想,根据物种在进化上的亲疏远近进行分类,通称自然分类。现代分类学不仅进行形态结构的比较,而且吸收生物化学及分子生物学的成就,进行分子层次的比较,从而更深刻揭示生物在进化中的相互关系。现代分类学可定义为研究生物的系统分类和生物在进化上相互关系的科学。 生物学中有很多分支学科是按照生命运动所具有的属性、特征或者生命过程来划分的。 形态学是生物学中研究动、植物形态结构的学科。在显微镜发明之前,形态学只限于对动、植物的宏观的观察,如大体解剖学、脊椎动物比较解剖学等。比较解剖学是用比较的和历史的方法研究脊椎动物各门类在结构上的相似与差异,从而找出这些门类的亲缘关系和历史发展。显微镜发明之后,组织学和细胞学也就相应地建立起来,电子显微镜的使用,使形态学又深入到超微结构的领域。但是形态结构的研究不能完全脱离机能的研究,现在的形态学早已跳出单纯描述的圈子,而使用各种先进的实验手段了。 生理学是研究生物机能的学科,生理学的研究方法是以实验为主。按研究对象又分为植物生理学、动物生理学和细菌生理学。植物生理学是在农业生产发展过程中建立起来的。生理学也可按生物的结构层次分为细胞生理学、器官生理学、个体生理学等。在早期,植物生理学多以种子植物为研究对象;动物生理学也大多联系医学而以人、狗、兔、蛙等为研究对象;以后才逐渐扩展到低等生物的生理学研究,这样就发展了比较生理学。
遗传学
是研究生物性状的遗传和变异,阐明其规律的学科。遗传学是在育种实践的推动下发展起来的。1900年孟德尔的遗传定律被重新发现,遗传学开始建立起来。以后,由于T.H.摩尔根等人的工作,建成了完整的细胞遗传学体系。1953年,遗传物质DNA分子的结构被揭示,遗传学深入到分子水平。基因组计划的进展,从基因组、蛋白质组到代谢组的遗传信息传递,以及细胞信号传导、基因表达调控网络的研究,1994年系统遗传学的概念、词汇与原理于中科院提出与发表。现在,遗传信息的传递、基因的调控机制已逐渐被了解,遗传学理论和技术在农业、工业和临床医学实践中都在发挥作用,同时在生物学的各分支学科中占有重要的位置。生物学的许多问题,如生物的个体发育和生物进化的机制,物种的形成以及种群概念等都必须应用遗传学的成就来求得更深入的理解。
胚胎学
是研究生物个体发育的学科,原属形态学范围。1859年达尔文进化论的发表大大推动了胚胎学的研究。19世纪下半叶,胚胎发育以及受精过程的形态学都有了详细精确的描述。此后,动物胚胎学从观察描述发展到用实验方法研究发育的机制,从而建立了实验胚胎学。现在,个体发育的研究采用生物化学方法,吸收分子生物学成就,进一步从分子水平分析发育和性状分化的机制,并把关于发育的研究从胚胎扩展到生物的整个生活史,形成发育生物学。
生态学
是研究生物与生物之间以及生物与环境之间的关系的学科。研究范围包括个体、种群、群落、生态系统以及生物圈等层次。揭示生态系统中食物链、生产力、能量流动和物质循环的有关规律,不但具有重要的理论意义,而且同人类生活密切相关。生物圈是人类的家园。人类的生产活动不断地消耗天然资源,破坏自然环境。特别是进入20世纪以后,由于人口急剧增长,工业飞速发展,自然环境遭到空前未有的破坏性冲击。保护资源、保持生态平衡是人类当前刻不容缓的任务。生态学是环境科学的一个重要组成成分,所以也可称环境生物学。人类生态学涉及人类社会,它已超越了生物学范围,而同社会科学相关联。 生命活动不外物质转化和传递、能的转化和传递以及信息的传递三个方面。因此,用物理的、化学的以及数学的手段研究生命是必要的,也是十分有效的。交叉学科如生物化学、生物物理学、生物数学就是这样产生的。 生物化学是研究生命物质的化学组成和生物体各种化学过程的学科,是进入20世纪以后迅速发展起来的一门学科。生物化学的成就提高了人们对生命本质的认识。生物化学和分子生物学的内容有区别,但也有相同之处。一般说来,生物化学侧重于生命的化学过程、参与这一过程的作用物、产品以及酶的作用机制的研究。例如在细胞呼吸、光合作用等过程中物质和能的转换、传递和反馈机制都是生物化学的研究内容。分子生物学是从研究生物大分子的结构发展起来的,现在更多的仍是研究生物大分子的结构与功能的关系、以及基因表达、调控等方面的机制问题。 生物物理学是用物理学的概念和方法研究生物的结构和功能、研究生命活动的物理和物理化学过程的学科。早期生物物理学的研究是从生物发光、生物电等问题开始的,此后随着生物学的发展,物理学新概念,如量子物理、信息论等的介入和新技术如 X衍射、光谱、波谱等的使用,生物物理的研究范围和水平不断加宽加深。一些重要的生命现象如光合作用的原初瞬间捕捉光能的反应,生物膜的结构及作用机制等都是生物物理学的研究课题。生物大分子晶体结构、量子生物学以及生物控制论等也都属于生物物理学的范围。 生物数学是数学和生物学结合的产物。它的任务是用数学的方法研究生物学问题,研究生命过程的数学规律。早期,人们只是利用统计学、几何学和一些初等的解析方法对生物现象做静止的、定量的分析。20世纪20年代以后,人们开始建立数学模型,模拟各种生命过程。现在生物数学在生物学各领域如生理学、遗传学、生态学、分类学等领域中都起着重要的作用,使这些领域的研究水平迅速提高,另一方面,生物数学本身也在解决生物学问题中发展成一独立的学科。 有少数生物学科是按方法来划分的,如描述胚胎学、比较解剖学、实验形态学等。按方法划分的学科,往往作为更低一级的分支学科,被包括在上述按属性和类型划分的学科中。 生物界是一个多层次的复杂系统。为了揭示某一层次的规律以及和其他层次的关系,出现了按层次划分的学科并且愈来愈受人们的重视。 分子生物学是研究分子层次的生命过程的学科。它的任务在于从分子的结构与功能以及分子之间的相互作用去揭示各种生命过程的物质基础。现代分子生物学的一个主要分科是分子遗传学,它研究遗传物质的复制、遗传信息的传递、表达及其调节控制问题等。 细胞生物学是研究细胞层次生命过程的学科,早期称细胞学是以形态描述为主的。以后,细胞学吸收了分子生物学的成就,深入到超微结构的水平,主要研究细胞的生长、代谢和遗传等生物学过程,细胞学也就发展成细胞生物学了。 个体生物学是研究个体层次生命过程的学科。在复式显微镜发明之前,生物学大都是以个体和器官系统为研究对象的。研究个体的过程有必要分析组成这一过程的器官系统过程、细胞过程和分子过程。但是个体的过程又不同于器官系统过程、细胞过程或分子过程的简单相加。个体的过程存在着自我调节控制的机制,通过这一机制,高度复杂的有机体整合为高度协调的统一体,以协调一致的行为反应于外界因素的刺激。个体生物学建立得很早,直到现在,仍是十分重要的。 种群生物学是研究生物种群的结构、种群中个体间的相互关系、种群与环境的关系以及种群的自我调节和遗传机制等。种群生物学和生态学是有很大重叠的,实际上种群生物学可以说是生态学的一个基本部分。 以上所述,还仅仅是当前生物学分科的主要格局,实际的学科比上述的还要多。例如,随着人类的进入太空,宇宙生物学已在发展之中。又如随着实验精确度的不断提高,对实验动物的要求也越来越严,研究无菌生物和悉生态的悉生生物学也由于需要而建立起来。总之,一些新的学科不断地分化出来,一些学科又在走向融合。生物学分科的这种局面,反映了生物学极其丰富的内容,也反映了生物学蓬勃发展的景象。
‘捌’ (高中)生物学学史
一)描述性生物学阶段:
1.19世纪30年代,德国植物学家施莱登、动物学家施旺提出细胞学说。
2.1859年,英国生物学家达尔文出版《物种起源》。
(二)实验生物学阶段:
1900年,孟德尔遗传规律重新提出标志着实验生物学阶段的开始
(三)分子生物学阶段:
1.1944年,美国生物学家艾弗里首次证明DNA是遗传物质。
2.1953年,美国沃森,英国克里克提出DNA双螺旋结构模型。(标志着分子生物学阶段的开始)
(四)当代生物的发展方向
微观方向:从细胞学水平发展到分子水平
宏观方向:生态学的发展解决全球性的环境和资源问题