第九章古脊椎动物.ppt

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1、第九章 脊索动物门 Chordata,本章结构,一、脊索动物的主要特征及分类 二、脊椎动物亚门的主要特征及分类 三、脊椎动物的骨骼系统 四、脊椎动物各纲主要特点及进化事件,一、脊索动物主要特征及分类,（一）主要特征 1 脊索 2 背神经管 3 咽鳃裂 4 脊椎动物与无脊椎动物的比较 （二）分类 1 尾索动物亚门 2 头索动物亚门 3 脊椎动物亚门,（一）脊索动物主要特征,脊索 脊索是位于动物体背部的一条棒状结构，主要作用是支撑身体。 低等动物中终生存在，高等动物中仅幼年存在，成年后骨化称为脊柱。,脊索,（一）脊索动物主要特征,背神经管 脊索动物的神经系统中枢部分呈管状，位于身体的背中线的脊椎之

2、上，高等动物进一步分化称为脑和髓,背神经管,（一）脊索动物主要特征,咽鳃裂 在消化道的前部、咽的两侧有成对的裂孔直接开口于体外，在低等类别中终身存在，在高等类别中只存在于胚胎期。,咽鳃裂,口腔,（一）脊索动物主要特征 脊椎动物与无脊椎动物的比较,鳃裂,心脏,背神经,脊索,心脏,消化道,神经索,消化道,（二）脊索动物分类,脊索动物门,尾索动物亚门,头索动物亚门,脊椎动物亚门,（二）脊索动物分类,尾索动物亚门 单体或群体 脊索仅出现在尾部，成年后消失,头索动物亚门 小型海栖动物 终生具脊索、背神经管和咽鳃裂 现生代表文昌鱼,Cathaymyrus（昆明鱼 ）具有鳃裂、咽腔和肌节、与现代文昌鱼很相似

3、。属于脊索动物,文昌鱼,把人类所知的脊椎动物产生的时间向前推进了约4000万年，是地球早期动物进化研究上的又一重大突破。,二、脊椎动物亚门 主要特征及分类,（一）脊椎动物主要特征,个体发育的各个阶段均有神经管，并进一步分化为脑和脊索 脊索仅在幼年存在，成年后骨化成脊柱 水生终生用鳃呼吸，陆生用肺呼吸 除圆口类外均有上下颌，并以下颌上举方式闭合口腔 有完整的骨骼保护系统,（二）脊椎动物亚门的分类,脊椎动物的分类,鱼形类,四足类,无 颌 纲,两栖纲,爬行纲,鸟 纲,盾皮鱼纲,软骨鱼纲,硬骨鱼纲,哺乳纲,有 颌,无羊膜,变 温,卵 生,恒 温,有羊膜,无颌,胎生,三、脊椎动物的骨骼系统,（一）脊椎动

4、物骨骼的特征,脊椎动物的骨骼不易风化，在正常的埋藏条件下多可保存成为化石。 一个脊椎动物个体的骨骼数量巨大，一般上百块。,（二）脊椎动物骨骼系统,骨骼分类,头 骨,躯干骨,附肢骨,（二）脊椎动物骨骼系统-头骨 鉴定脊椎动物的主要依据,（二）脊椎动物骨骼系统-躯干骨,躯干骨由脊柱、肋骨和胸骨组成。 躯干骨一般不具备鉴定属种的作用，但脊椎对鉴定脊椎动物有一定的意义。,神经孔,椎体,双凹型 椎体两端均凹入 鱼和一部分有尾两栖类动物具有此类脊椎,（二）脊椎动物骨骼系统-躯干骨,椎体,残余脊索,神经脊,前凹型 椎体前端凹入，后段平坦 无尾两栖类、部分爬行类及鸟类第一个颈椎,（二）脊椎动物骨骼系统-躯干骨

5、,前,后凹型 椎体前端平坦，后段凹入 少数两栖类、爬行类,（二）脊椎动物骨骼系统-躯干骨,双平型 椎体两端平坦，其间具有椎间盘 哺乳动物所具有的椎体类型,（二）脊椎动物骨骼系统-躯干骨,椎间盘,椎 体,（二）脊椎动物骨骼系统-躯干骨,根据脊椎在动物体内的位置和功能不同，又可分为： 颈椎 胸椎 腰椎 荐椎 尾椎,颈椎,胸椎,荐椎,尾椎,腰椎,（二）脊椎动物骨骼系统-附肢骨,肩胛骨,肱 骨,桡骨,尺骨,腕 骨,掌 骨,指 骨,前 肢,后 肢,髋 骨,股 骨,胫骨,腓骨,跗 骨,柘 骨,趾 骨,肩胛骨,肱骨,桡骨,尺骨,腕骨,指骨,前肢骨,（二）脊椎动物骨骼系统-附肢骨,后 肢,髋 骨,股 骨,胫骨

6、,腓骨,跗 骨,柘 骨,趾 骨,四、脊椎动物的各类别 主要特征及演化事件,（一）鱼形类一般特点及颌骨的出现,脊椎动物的演化第一步就经历了颌骨的演变，由早期的无颌类逐步演化出了有颌类 颌的出现使动物体的主动攻击捕食成为可能，变被动为主动,无颌类-半环鱼,颌骨的演化,颌的出现是在鱼形类演化阶段完成。鱼形类的特点是： 终生水生，鱼雷形，鳃呼吸 脊椎双凹，残留脊索，仅有躯干椎和尾椎之分，有各种鳞片,（一）鱼形类一般特点及颌骨的出现,无颌类的主要特点 无颌、无偶鳍 体覆骨板，体内软骨 古老无颌类叫甲胄鱼 化石代表 Cephalaspis D 头甲鱼,（一）鱼形类一般特点及颌骨的出现,无 颌 类 化 石

7、复 原 图,无 颚 类 及 其 生 活 方 式,盾皮鱼类 仅头部和躯干有骨板 具有原始的上下颌 具有成对的附肢 化石代表 沟鳞鱼(Bothriolepis) D2-3,（一）鱼形类一般特点及颌骨的出现,软骨鱼类 海生，D-Rec 软骨，盾鳞 化石代表 弓鲛(Hybodus),（一）鱼形类一般特点及颌骨的出现,现代鲨鱼,泥 盆 纪 的 鱼 化 石,泥盆纪的鱼化石,（一）鱼形类一般特点及颌骨的出现,硬骨鱼纲,辐鳍亚纲,肉鳍亚纲,软骨硬鳞类：软骨、硬鳞、歪尾，古鳕鱼 D-Rec.,肺鱼：偶鳍内骨骼双列排列,真骨鱼类：硬骨、圆鳞、正形尾，狼鳍鱼 J-Rec.,全骨鱼类：部分硬骨、半歪尾，弓鳍鱼 T-R

8、ec .,总鳍鱼：偶鳍内骨骼单列式，头骨鱼两栖类相似,辐 鳍 亚 纲 和 肉 鳍 亚 纲,（二）两栖动物的起源及特征,登陆-脊椎动物演化的里程碑 由于加里东运动的影响，出现了大面积的陆地，促使了一部分鱼类分化并向陆地转移，逐步演化出了两栖类。,1、两栖动物的起源,1、两栖动物的起源,总鳍鱼类,早期螈类,1、两栖动物的起源,从鱼到两栖类的化石代表-鱼石螈 具有两栖类的特征：四足、具肺、有颈椎 残留有鱼形类的特征：具鳞、具鳃盖骨残余、有鱼尾,1、两栖动物的起源,两栖类起源于鱼类的证据 化石证据-鱼石螈 比较解剖证据,演化为两栖动物的鱼类,早 期 的 两 栖 类,2、两栖动物的特点,经过一系列包括迁

9、徙、保水、呼吸等生存斗争，一些鱼形类弃水登陆，在机能上出现了许多进步性特点： 脊椎进一步分化，已有颈、躯干、荐和尾椎 四足运动，但钎细，位置也其他与四足不同 皮肤裸露，易失水，只能生活在潮湿区 肺尚不发育，皮肤起一定的呼吸作用,2、两栖动物的特点,两栖动物是第一个登陆者，身体机能尚不完全，未能完全摆脱对水的依赖。在幼、成年间有一次变态过程。,2、两栖动物的特点,一些古老两栖类，特别是石炭纪、二叠纪两栖类，因头部覆有坚固的骨板而背称为“坚头类”，其牙齿珐琅质褶皱复杂，也称为“迷齿类”。,石炭纪的两栖类-坚头类,（三）羊膜卵的出现 与爬行动物的辐射发展,1、羊膜卵的基本特征及出现 意义,羊膜卵的基

10、本构造 胚胎 羊膜囊；其中充满羊水易避免胚胎干燥。 尿囊：收集排泄物 卵黄：为胚胎供给营养 外壳：保护,胚胎,羊膜囊,外壳,尿囊,卵黄,羊 膜 卵 的 基 本 构 造,羊膜卵出现的意义 摆脱了对水、对环境的依赖。为脊椎动物向不同生态的广度发展提供了条件，从此脊椎动物第一次成为真正的陆栖类别，因此，羊膜卵的出现使脊椎动物演化中的一次飞跃。,1、羊膜卵的基本特征及出现意义,2、爬行动物的一般特征,（1）皮肤 爬行类的皮肤有角质、鳞板、甲板等。其作用除保护外，还有防止水分蒸发的功能，因此爬行类可以生活在干燥的环境中。,棱背龙 角质皮肤及骨板,（2）头骨 头骨增高，骨骼大量愈合，单枕髁。在眼眶的后方出

11、现颞孔（减少头骨重量，容纳颞肌，加强颌部肌肉的机能），下颌由多块骨骼组成。,506,2、爬行动物的一般特征,颞需孔,脊椎 脊椎已完全分化，环椎、枢椎已形成，头部活动更加灵活。,2、爬行动物的一般特征,胸椎,颈椎,荐椎,尾椎,霸王龙,牙齿 爬行类的牙齿为同型齿、多出齿、端生齿、侧生齿。,2、爬行动物的一般特征,3、爬行动物的分类 以颞孔的位置和数量分为四类,无孔类,上孔类,下孔类,双孔类,眶后骨,鳞骨,3、爬行动物的分类 以颞孔的位置和数量分为四类,无孔亚纲是爬行动物中最保守的一类。化石数量不少，地层意义不大。,4、爬行动物辐射发展-无孔亚纲,原颌龟,是连接原始哺乳动物和爬行动物的桥梁，特别是该

12、亚纲中的兽孔类以十分接近哺乳动物，所以被称为似哺乳动物爬行类。主要特点有： 颞孔扩大，捕食更加有力；齿骨加大，关节骨很小；牙齿以分化；2个枕髁,4、爬行动物辐射发展-下孔亚纲,兽孔类,兽齿类：如Bienotherium T3 禄丰,异齿类：二齿兽，水龙兽，肯氏兽等,4、爬行动物辐射发展-下孔亚纲,犬齿兽 三叠纪,水生爬行类，四肢呈浆状。,4、爬行动物辐射发展-上孔亚纲,鱼龙 最大20米 白垩纪,蛇颈龙骨架,蛇颈龙复原图,双孔类是爬行动物中最丰富的一类，主要包括： 槽齿类-鳄鱼等 翼龙类-飞翔类爬行类 恐龙类等,4、爬行动物辐射发展-双孔亚纲,翼龙类 前肢成翼，具有龙骨突起。无羽，翼为皮膜，主要

13、滑翔。 分布：J K,4、爬行动物辐射发展-双孔亚纲,翼龙 白垩纪 双翼展开达7-8米,恐龙类 恐龙不是真正的分类学名词，因早期的发现的个体巨大而得名。 据腰带形态分为蜥臀目和鸟臀目。,4、爬行动物辐射发展-双孔亚纲,四射型腰带 鸟臀目,三射型腰带 蜥臀目,肠骨,耻骨,坐 骨,坐骨,坐骨耻突,据 腰 带 形 态 分 为 蜥 臀 目 和 鸟 臀 目,四射型腰带 鸟臀目,三射型腰带 蜥臀目,4、爬行动物辐射发展-双孔亚纲,蜥 臀 目,兽脚类-食肉恐龙,蜥脚类-食草恐龙,古脚类-杂食恐龙,兽脚类 头大，锯形齿，双脚行走，趾端具锐爪。 J3-K Tyrannosaurus K2 Yongchuanos

14、aurus J,4、爬行动物辐射发展-双孔亚纲,双冠龙 侏罗纪 体长6米,4、爬行动物辐射发展-双孔亚纲,体长17米 高6米 体重8吨以上 白垩纪,兽脚类,霸 王 龙 类 头 骨,古脚类 半四足行走，勺形齿。 Lufengosaurus J,禄丰龙骨架,4、爬行动物辐射发展-双孔亚纲,蜥脚类 巨型四足类恐龙，草食性，颈尾长，牙齿呈匙状。有的生活在水中。 J、K为主,4、爬行动物辐射发展-双孔亚纲,自贡峨眉龙 体长14米，重30吨 侏罗纪,129,4、爬行动物辐射发展-双孔亚纲,梁龙 体长25米 侏罗纪,马门溪龙骨架,4、爬行动物辐射发展-双孔亚纲,鸟臀目,鸟脚类,肿头龙类,角龙类,剑龙类,甲龙

15、类,鸟脚类 数量最多的一类 2-4足行走，股骨长于肱骨，第五趾退化。 嘴部扁长，牙齿限于颊部，素食 T3-K（K）,才133,4、爬行动物辐射发展-双孔亚纲,剑龙类 四足行走，背部有直立的骨板或骨棒 荐部神经节大，具尾棰 J-K1,4、爬行动物辐射发展-双孔亚纲,剑龙 体长6米 侏罗纪,角龙类 头部向后扩大，分叉构成角状突起，由顶骨和鳞骨组成。 K2,4、爬行动物辐射发展-双孔亚纲,三角龙 白垩纪,Psittacusaurus 头骨短宽而高，吻部弯曲，似鹦鹉的喙 分布于我国及蒙古 晚白垩世,4、爬行动物辐射发展-双孔亚纲,鹦鹉嘴龙 白垩纪,肿头龙类 耻骨不参与组成髋臼 头骨肿厚 我国化石不多,

16、4、爬行动物辐射发展-双孔亚纲,肿头龙 白垩纪,恐龙蛋化石的类型很多，大小变化大。 我国是恐龙蛋丰富的地区，如河南西峡 K2,5、恐龙蛋的发现及其意义,恐龙蛋中的骨骼,西峡恐龙蛋化石的发现与研究,恐 龙 脚 印,中生代晚期的恐龙群,6、恐龙的生活方式,6、爬行动物起源和恐龙绝灭,起源 爬行动物起源于两栖动物已被化石证实（C P） Seymouia（西蒙螈）同时具备了两栖类和爬行类的特征。,6、爬行动物起源和恐龙绝灭,爬行动物的时代 中生代时，恐龙繁盛一时，空中有飞翔的翼龙、水中有遨游的鱼龙，地上跑的有各式各样的恐龙，此时恐龙达到了极盛时期，因此中生代被称为“爬行动物的时代”,6、爬行动物起源和

17、恐龙绝灭,恐龙的绝灭 恐龙从侏罗纪、白垩纪的繁盛逐步走向绝灭，并不是一个截然的地质事件。在第三纪/白垩纪界线处完全消亡，对此有多种假说： 哺乳动物兴起说 天体碰撞说 其他灾变说,四、脊椎动物各纲主要特点 及进化事件,（四）鸟的出现 与恒温机能,1、恒温的出现,从鸟类开始，脊椎动物演化史上再次出现一个飞跃-恒温。 恒温使动物的新陈代谢过程在一个恒定的温度下进行，动物体机能进一步提高，也进一步摆脱了动物体对环境的依赖。,2、鸟的基本特征,鸟是从爬行动物演化而来的一支适应飞翔的脊椎动物，主要特点有： 身体流线型（减少飞翔阻力） 骨骼为适应飞翔发生了如下变化 轻，骨骼中孔 愈合，如头、下颌各称为一块骨

18、骼 具有龙骨突起,鸟 类 的 骨 骼 系 统,3、鸟类起源的证据,Archaeopteryx 具羽、骨骼有愈合 有齿、前肢有爪、有尾椎、骨骼不中空、无龙骨突起。 晚侏罗纪,始祖鸟复原图,黄昏鸟 K,鸟类翅的演化,娇小辽西鸟骨架及复原图,晚侏罗纪,（五）哺乳动物的兴起 与人类的出现,1、哺乳动物的兴起,哺乳动物是动物界中最高等、机能最完善的一类，出现于中生代早期，经过中生代的发展，到新生代身体结构得到了进一步完善，是对环境的最适应者，在新生代成为地球上的统治者，所以新生代被称为“哺乳动物的时代”,2、动物演化中机能的最高形式-胎生、哺乳,哺乳动物的繁殖方式达到了高度完善的程度，受精卵在母体内发育

19、并由母体直接提供养料，进一步摆脱了对环境的依赖性，使其在各种不同的环境中都能够顺利衍生后代，对保护后代，提高成活率起到了重要的作用。胎儿出生后即可得到母乳的哺乳，使胎儿得以更好的成长。,3、哺乳动物的基本特点,头骨：骨片数目大量减少，一般不多于35块，到人类只有22块 下颌：单一骨骼（齿骨）组成 牙齿：异型齿、再出齿、槽生齿,3、哺乳动物的基本特点,脊椎：分化更加合理，颈椎7枚，荐椎愈合成荐骨，双平型 四肢：已经移到身躯下边，从而更加有效的承担活动的机能,3、哺乳动物的基本特点,哺乳、胎生 生长方式：发育到一定阶段即停止生长，因此哺乳哺乳动物由一个固定的体态。 皮肤：毛发 其他：各系统更加完善

20、,4、哺乳动物牙齿组成与特点,哺乳动物的牙齿坚硬，易成为化石，另外牙齿的数量多，变化大，对确定类别十分有利 从结构上，牙齿分为珐琅质、齿质和白垩质。 从生长情况看，牙齿又有齿冠和齿根之分，由二者之比，有高冠齿和低冠齿的区别，标志着动物生态的不同。,珐琅质,齿 质,白垩质,齿根,齿冠,牙齿的分化 据着生部位和功能不同，外形差别大。 门齿(I) :单齿根，板状，切断功能 犬齿(C):单齿根，锥状，撕咬功能 前臼齿(P)和臼齿(M):2-3齿根，不同类别形态变化大 前臼齿就臼齿合称颊齿,4、哺乳动物牙齿组成与特点,犬齿,嵴形齿,切形齿,臼齿,前臼齿,门齿,齿式 用一定的数学式子表示哺乳动物牙齿的数目

21、和分化，由于对称的缘故，只用表示一般即可。 I C P M I C P M,人：2 1 2 3 2 1 2 3 鼠：1 0 0 3 1 0 0 3,4、哺乳动物牙齿组成与特点, 2, 2=32, 2=16,4、哺乳动物牙齿组成与特点,齿型 哺乳动物的类型不同，食性不同，化石的时代不同，有多种齿型 尖形齿：食虫类 切形齿：食肉类 丘形齿：杂食类 嵴形齿：食草类,5、哺乳动物角类型与特征,角的类型,犀 角：犀 类,洞 角：牛羊类,骨质角：鹿 类,5、哺乳动物角类型与特征,骨角 鹿类特有的角。着生在额骨上。分叉，每年脱落。,大角鹿,麂角,5、哺乳动物角类型与特征,洞角 牛羊类特有的角。不分叉，不脱落

22、，无角盘。 结构上分两部分，内为骨质角心，外为革质角鞘。,旋角羚羊,5、哺乳动物角类型与特征,犀 角 非骨质角，是毛发在分泌物的作用下结成的角，不能成为化石。但可在头骨上留下附着痕迹，头骨构造也有区别,6、哺乳动物的分类,哺乳动物,始兽亚纲 原始哺乳类,原兽亚纲 单孔类,异兽亚纲 多瘤齿兽,兽亚纲 高等哺乳类,无胎盘类 有袋类,有胎盘类 旧大陆类别,食虫目,翼手目,灵长目,食肉目,长鼻目,奇蹄目,偶蹄目,啮齿目, .,哺乳动物与爬行动物的区别,爬行动物 牙齿不分化 卵生、变温 体外具鳞或甲 下颌由多块骨骼组成 有腰肋、乌喙骨独立 终生持续生长,哺乳动物 牙齿分化 胎生、恒温 体外具毛发 下颌由

23、1块骨骼组成 无腰肋、乌喙骨愈合在肩胛骨上 成年后基本停止生长,7、哺乳动物主要类别的特征,翼手目 飞翔的哺乳动物 小型 尖形齿 我国第四纪洞穴堆积中常见,7、哺乳动物主要类别的特征,翼手类下颌,7、哺乳动物主要类别的特征,啮齿目 常见化石类别，适应广，演化快，数量多，在新第三纪和第四纪地层划分中作用极大,7、哺乳动物主要类别的特征,啮齿类牙齿,7、哺乳动物主要类别的特征,食肉目 食肉类的牙齿多为切齿形，四肢灵巧，头骨矢状嵴高,7、哺乳动物主要类别的特征,犬类头骨,齿式：3 1 4 3 3 1 4 3,剑齿虎生态景观,7、哺乳动物主要类别的特征,长鼻目 大型哺乳类，化石多。 分为两大类，乳齿象

24、和真象类。,象,象的祖先出现在新 生代，从始新世晚 期的始祖象，到渐 新世进化为乳齿象。 这一阶段象类身体 都不大。进入第三 阶段后，象的种类 辐射增多，个体增 大。,马,从始新世晚期开始至渐新世，大约经历1900万 年时间 ，出现了现代哺乳动物的直接祖先。犀牛、马和大象的祖先先后出现在此阶段 。在新第三纪中新世和上新世两个时期，哺乳动物开始现代化。最明显的表现是奇蹄类开始衰退，偶蹄类进一步繁荣起来。 马在漫长的演化过程中，足趾逐渐消失，由原始哺乳动物的五趾减少到现代马的一趾，三趾马存活于中新世，介于原始马与现代马之间。它的边趾已经缩短，只有中趾踏在地面上。,7、哺乳动物主要类别的特征,奇蹄目

25、 前后脚均3或1趾 嵴形齿 常见化石类，包括犀、马、貘、雷兽等，地质时期繁盛一时，先已衰败。,7、哺乳动物主要类别的特征,犀类上牙齿,三趾马复原图,7、哺乳动物主要类别的特征,偶蹄目 现代最繁盛的有蹄类，包括猪、牛、羊、骆驼、长颈鹿、鹿等。四肢均2趾，多为新月形齿，羊、牛、鹿等类别化石鉴定以角为主,7、哺乳动物主要类别的特征,奇蹄类和偶蹄类趾骨比较,奇蹄类,偶蹄类,7、哺乳动物主要类别的特征,灵长目,原猴类,猿类,猴类,包括近猴、狐猴 和眼镜猴,包括猿和人类,包括阔鼻猴类 和狭鼻猴类,7、哺乳动物主要类别的特征 人类的起源和演化,直立人阶段 （猿人）,古人阶段,新人阶段,类人猿阶段,45Ma,

26、北京人 蓝田人 元谋人,湖畔人,0.2Ma,尼安德特人,大荔人 丁村人,5万年,克鲁马努人,山顶洞人,南猿,人类化石研究中的败笔：曙光人 东方人,人类,38亿年来，在地球上形成和成长起了“生命之树”，人类是这棵生命之树上最奇异的枝条。人类是生命最复杂、完美和高能的物质结构。人类的产生是千万相关事件幸运结合的意外结果。 人类起源于新第三纪中新世的森林古猿中的一支，经过腊玛古猿（晚中新世到早上新世）和南方古猿（中、晚上新世）两个过渡阶段的演化，终于在上新世末-第四纪初出现了真正的人类，从而有了人类及其文化、社会形态。,元 谋 人 门 齿,蓝田人头盖骨,北 京 人 复 原 图,北京猿人的生活圈,10分钟讨论,试论脊椎动物登陆成功的种种表现,