第三章三、脊椎动物的进化.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第三章 三、脊椎动物的进化,脊索动物门,（Chordata),在距今约五亿年的奥陶纪时，从无脊椎动物中进化出最早的脊椎动物。脊椎动物 最明显的特征是身体的背部有一根脊柱（俗称脊梁骨）。,脊椎动物与无脊椎动物之间有着显著的,区别,化学物质成份上：脊椎动物具有肌酸，不具精氨酸；无脊椎动物具精氨酸，不具有肌酸。,进化的确定：研究文昌鱼-海鞘-柱头虫（俄国的柯瓦列夫斯基）,无脊椎动物上与脊索动物下主要特征比较,4.有位于肛门后的尾,5.身体两侧对称。部分或全部分节,6.胚胎发育早期有3个胚层,7.胚孔发展成肛门，在消化管的另一端形成口,8.大多有起源于中胚层的内骨骼,9.闭管式循环（除原索动物），心脏位于消化管腹面,（二）脊索动物门的分类,分类依据：脊索存在否,背神经管的分化,咽鳃裂的形态结构与分化,约4多万种,分为：,尾索动物亚门、头索动物亚门和脊椎动物亚门,一）、,尾索动物亚门,（,Urochordata,),（,以海鞘为例）,脊索和背神经管只在幼体出现，咽鳃裂囊状且发达,1,.,形态构造,外部形态,被囊,:,成体外包被的有体壁上皮分泌的被囊素（一种纤维素）形成；外套膜，围鳃腔。,内部构造,消化与呼吸系统：入水管孔,-,口,-,咽（鳃裂）,-,食道,-,胃,-,肠,-,肛门,-,出水管孔,循环系统：开管式循环，无固定的血流方向，而是定期改变方向。血浆没有颜色。,神经系统和感觉器官：仅一个退化的神经节，位于入水管孔和出水管孔之间的外套膜上，在神经节的腹面有一脑下腺,泄殖系统,2.变态发育:,逆行变态（retrograde metamorphosis),自由游泳的幼体附着进行变态的幼体成体,3.分类,尾海鞘纲(Appendiculariae),尾海鞘、住囊虫,海鞘纲(Ascidiacae),柄海鞘、菊海鞘,樽海鞘纲（Thaliacea),樽海鞘,二）、头索动物亚门（以,文昌鱼,为例）,脊索、背神经管、咽鳃裂终身存在；脊索纵贯全身直达身体最前端。,1.形态结构,1）,外部形态,：体纺锤形、侧扁，半透明，具明显肌节，表皮为单层细胞,2）,内部结构,2.胚胎发育,神经,神经索,肌,脊索,动脉,肌,生殖腺,腹褶,围鳃腔,腹血管,背血管,体腔,排泄管,鳃缝,肠,体腔,脊索,神经索,背鳍,（三）脊索动物的起源与演化,两个重要假说：,1。环节动物论-环节动物背腹倒置,2。棘皮动物论-胚胎发育过程：属后口动物、体腔 -法,祖先,：推想为一种蠕虫状的后口动物,原始无头类-（尾索动物和头索动物）,原始有头类（脊 -椎动物）,原始有头类,原始的、无上下颌的无颌类甲胄鱼和原口类,有颌类-鱼类的祖先 鸟,再三阶段：水中鱼；水到陆两栖,爬行 ；陆上 平行 兽,鱼类的起源,鱼类是低等的有颌,变温,适应水生生活的脊椎动物.在志留纪,由原始的有头类发展出一支具有上下颌的脊椎动物,即,鱼类的,祖先,进而产生出现生的适应水生的形形色色的两大类鱼:软骨鱼类和硬骨鱼类.原始有头类的另一分支是原始无颌类,即最早出现的无颌鱼类.它们还没有上,下颌,只有一个漏斗式的口位于身体前端.这种口,不能主动摄食,只有靠水流把微小生物带进口内.再者是它们没有腹鳍,但有膜质的外骨骼,包裹在身体外边.所以无颌鱼类又有,甲胄鱼类,之称.,在泥盆纪时代,鱼类就出现了四大类:棘鱼类 盾皮鱼类 软骨鱼类 硬骨鱼类 二.鱼类的演化(一)棘鱼类棘鱼类体呈纺锤状,体小,一般不到20厘米,偶鳍,歪尾.奇鳍和偶鳍基部较宽,各鳍前均有一小棘,故称棘鱼.在头部和体部均被有小的方形鳞,鳞片平铺而互不覆压.眼大,位于头部前端侧面;眼周围具发达的巩膜环,一般由5块骨片组成.鼻孔小,在原始种类中每对鳃裂均具各自的鳃盖,最前面的一对鳃盖由舌弓支持,其余的由鳃弓支持.在进步种类中舌弓支持的鳃盖增大,而取代其余的鳃盖.它不仅已有上,下颌,并还有了偶鳍.这样,它便有可能主动摄食了.盾皮鱼类通常分节甲类和胴甲类,它们都披有甲,在泥盆纪晚期最为繁盛.前者可以尾骨鱼为代表,后者可以沟鳞鱼为代表.有人认为,盾皮鱼类可能与现代鲨类有亲缘关系.,二 盾皮鱼类盾皮鱼类拟想图盾皮鱼上,下颌的出现可以使口打开,形态为强壮的骨板,形成剪刀式的锐利刀刃,进食的功能大大提高.头和躯干的前部披有厚重的盾甲,虽然可以起到保护作用,但降低身体活动的灵活性.主要出现在距今4亿年前的泥盆纪海洋中,在3.5亿年泥盆纪结束的时候,退出了短暂的历史舞台.,盾皮鱼复原图,三 软骨鱼类,板鳃类也称软骨鱼类,包括鲨类和全头类.鲨类常被认为是比较原始的鱼类,因为它们具软骨骨骼.软骨在先,硬骨在后.但也有人认为鲨类的软骨是次生性的,是由硬骨退化来的,硬骨在先,软骨在后.甲胄鱼类和盾皮鱼类不是都具硬骨吗 最早的硬骨才是真正原始的.颌和鳍的发育演化相当成功,包括鲨类和鳐类,只是内部骨骼为软骨.在距今4.5亿年前的志留纪地层中发现了最早的软骨鱼化石,至今仍有软骨鱼类存在.软骨鱼类和硬骨鱼类从有化石记录开始以来,就已明显的表明,它们是两个系统,从两股道上发展来的.盾皮鱼类是软骨鱼类的近亲,棘鱼类则是硬骨鱼类的近亲.由于软骨不利于保存化石,除少数情况外,保留下来的大多是一些牙齿和鳍刺.软骨鱼早就分为两个支系:一支为鲨鳐类;另一支则为全头类.,最早的软骨鱼类出现于泥盆纪早期(距今3亿8千万年前),裂口鲨常被视为最原始代表之一,并很可能是所有鲨类的祖先.它是一种近于1米来长的鲨类,有一个典型的鲨类体型纺锤形,眼大,靠近吻端.两个背鳍,第一背鳍前有一粗壮的背刺.胸鳍特别大,腹鳍小.尾鳍外形上,下叶对称,内部构造上脊柱却一直伸到尾鳍上叶的末端,故仍为歪形尾.偶鳍基部宽,末端尖,为原始类型的鳍.牙齿笔架形,中央的齿尖高,两侧的低.从裂口鲨这种近似软骨鱼类的中心基干出发,进化出后期的各种鲨类,包括典型的鲨类和身体扁平的鳐 类.,四 硬骨鱼类硬骨鱼类是最进步的鱼类,也是现今世界上水域中的主人.一般认为,硬骨鱼类是从棘鱼进化来的.棘鱼是早期有颌鱼类,早志留世(距今4亿年前)便已出现,一直延续到二叠纪(距今2亿5千万年前).这是一种小型鱼类,曾被认为与盾皮鱼类有关,与软骨鱼类有关,近年来通过对新材料的研究,才确定它与硬骨鱼类有关从最早的化石记录开始就分成两支:一支为辐鳍类,发展为现代硬骨鱼类的主体;另一支是肉鳍类,由其中的总鳍鱼类演化出陆生脊椎动物.,辐鳍类,化石由泥盆纪开始,发展至今天,大致经历了3个阶段:早期阶段为软骨硬鳞类以古鳕鱼类为代表,泥盆纪开始出现,石炭纪是它的全盛时期,到三迭纪渐渐被全骨类代替,到白垩纪绝迹.体呈纺锤形,被菱形硬鳞,骨骼大部分为软骨,脊索发达,上颌固定在颊部,歪尾,上叶覆有鳞片.辐鳍类早期辐鳍类的复原图全骨类比软骨硬鳞鱼有明显的进步.椎骨骨化,上颌不再固定在颊部,歪尾,鳞片变薄.化石在三叠纪开始出现,全盛时期是中生代,到中生代后期渐被真骨鱼类取代.现代生存的只北美的雀鳝和弓鳍鱼.,辐鳍类的复原图,三.研究鱼类起源和进化的意义鱼类的起源和进化在生物发展史上具有十分重要的意义.鱼类的出现,标志着无脊椎动物向脊椎动物进化的一个质的飞跃;鱼类的发展,演化又提供了动物进化的谱系.一切高等动物,两栖类,爬行类,鸟类,哺乳类,甚至我们人类自身都是在此基础上发展而来的.可以说,没有鱼类就没有一切高等动物.所以,研究鱼类的起源和进化对研究生物进化具有重要意义.,两栖类的起源和进化,被认为是具有内鼻孔和肉状鳍的总鳍鱼类的后代。在,晚泥盆纪时期,气候潮湿温暖，大量植物生长，落叶和残枝腐烂，使水中缺氧。促使淡水中具有内鼻孔和肉质偶鳍的古总鳍鱼类在水塘间爬行，鳃演变成肺，偶鳍演变成四足。,最早两栖类化石,鱼石螈,发现于3.5亿年前泥盆纪晚期，是最早能在地面上运动的脊椎动物。,具鱼类和两栖类的特征：,头骨被膜原骨覆盖，有带鳍条的鱼尾和鳃盖骨，体表覆小鳞片；具有关节的五趾（指）型四肢，头骨与肩带失去联系等。石炭纪时两栖类发展，总称坚头类，在三叠纪前绝灭。推测侏罗纪出现的,现生两栖类可能是从坚头类中的迷齿类产生的,。,两栖类是变温的、具有典型五指（趾）型四肢的、水陆两栖的脊椎动物，是低等四足类。,在由水生向陆生的过程中，两栖类多数以肺作为呼吸器官;具陆生动物的脊柱、四肢、肩带、腰带等骨骼结构；嗅、视、,听和脑发达。,从黑斑蛙的形态结构和繁殖发育可以看到两栖类虽然已成功登陆，但还不是真正的陆生脊椎动物：,肺的结构和功能还原始，不能完全担负起呼吸功能，需要皮肤帮助呼吸,有的终生具鳃,。,皮肤裸露，没有防止体内水分蒸发的结构，必须生活在潮湿的环境中。,卵在水中受精，受精卵在水中完成胚胎发育，幼体蝌蚪要在水中生活，整个繁殖过程都离不开水。,综上所述，,两栖类的脊椎动物从水生向陆生过渡的中间类型,。,爬行类的起源,爬行类由两栖类演化而来出现:石炭纪末期兴盛:中生代 衰退:白垩纪末期,爬行类的起源,环境因素代表生物:西蒙螈(又名蜥螈)爬行类的,进化,各系统的适应性特征及不完善性适应性辐射爬行类的衰退环境因素,蜥螈,动物界古两栖类灭绝或再次入水爬行类兴起植物界蕨类植物裸子植物气候巨变温暖而潮湿干燥的大陆性气候,代表生物:,西蒙螈(又名蜥螈),发现于得克萨斯州二亿二千万年的地层中的西蒙螈具有一系列近于两栖类的特征和似爬行类 的特征,在很长一段时间被看作介于爬行类和两栖类之间的过渡型._ 西蒙螈与古代两栖类相同的特征:(1)颈部不明显,肩带紧贴头骨之后(2)头骨与早期两栖坚头类极为相似(3)有明显的耳缺(4)有迷路齿,结构和两栖类一样_ 西蒙螈与爬行类相似的特征:(1)头骨具单个枕髁(2)有泪管(3)脊椎骨具有向背方凸出的椎弓(4)荐椎有2枚_(5)肩带具有发达的间锁骨(6)骼骨翼宽大,供发达的后肢肌肉附着,显示后肢的运动加强,陆地上的爬行动物,恐龙,在中生代,除了上述的海中和空中的爬行动物外,在种类和数量上更多的还是陆地上的爬行类,其中恐龙类(包括蜥龙目和鸟龙目)是陆地爬行类的主要成员爬行类的衰退恐龙灭绝之谜气候剧变说:造山运动:植被变化太阳黑子爆发,地球上宇宙射线增加微量原素异常,致使恐龙蛋病变,壳易脆小行星撞击地球,引起尘埃和火山太 阳黑子 恐 龙 蛋,自贡恐龙化石,现存的爬行类主要分为四类喙头目 本目是爬行类中最古老的一种,现仅存一种,即新西兰的喙头蜥龟鳖目 本目是爬行纲中最为特化的一类,身体宽短,背负具甲有鳞目 本目为现在爬行类中最为兴盛的一个类群.身体一般为长形,体背角质鳞片鳄目 本目为现在爬行类中结构最高等的,其心室已分为两室,血液循环为完全的双循环,次生腭完整,鼻腔和口腔完全分开,羊膜卵,是早期爬行类适应陆地生活的一个必要条件.他们不再被产于水中,但不会干掉,而且利用空气中的氧气供应胚胎发育,羊膜卵外包一层保护性的卵可以防止体内水份蒸发羊膜卵得有供应胚胎发育养料的卵黄囊羊膜腔为胚胎提供了一个发育所需的水环境.氧气和二氧化碳通过尿囊膜进行交换.颞窝时颞肌附着的部它的出现和咀嚼肌有效的执行咀嚼功能有关,并为更加发达的咀嚼肌提供足够的空间次生腭的出现是鼻腔和口腔得以分开,内鼻孔后移,使呼吸道畅通,呼吸效率提高,而且,当动物吞食大型食物时仍得以正常呼吸(鳄类有完整的次生腭,鼻腔和口腔完全分开皮肤角质化,羊膜卵,