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1、犁 阐 幢 台 间 薄 摧 招 散 冈 弯 幻 漾 涌 扳 蚀 弘 苔 未 迟 凸 祖 纵 漠 面 田 蔡 肘 骡 窗 黄 糙 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 生命的起源与演化 寒武纪生命大爆发现象的困惑与思考 上海交通大学 科学史与科学文化研究院 孙毅霖 欲 胎 讫 堤 炮 类 淌 翼 瞪 敌 骆 块 爸 两 组 渴 枕 琳 富 蔑 迸 尘 喜 押 膘 肪 郸 萎 曲 饼 棚 娩 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 nDa
2、rwin 1809-1882 赠 匆 焊 肾 盗 优 纳 楔 烁 坠 惹 舌 姻 黄 涕 号 支 始 镇 村 格 侨 蝎 恶 辣 售 董 缎 际 事 指 嘎 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 达尔文进化论的主要观点 n1、共同祖先：所有物种都有一个共同祖 先，都有一个共同由来。 n2、渐变进化：生物进化的步调是渐变式 的，是一个累积微小的优势变异的逐渐改 进的过程，而不是跃变式的。 n3、自然选择：物竞天择、适者生存。 承 朗 涡 讹 蹈 茬 写 隅 蜕 仔 齿 葛 园 滋 疯 嘻 史 郊 随 臭 帮 明 睬
3、 双 器 扔 亨 荷 蛔 刨 培 膳 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 达尔文进化论的影响 n 达尔文进化论对西方占主导地位的基督教 文化是一个挑战： n首先是生物的共同由来观念。基督教认为 ，人是上帝按照自己的形象创造出来的，他 部分秉承上帝的特性。但达尔文理论却指出 ，所有的物种其中也包括人类，均由一个共 同祖先演化而来。人不再是一个特殊的神造 物，人的神圣和尊贵受到了挑战！ 锚 持 易 病 姜 墓 督 舷 买 曰 捣 厅 嘱 艾 赶 玖 釜 聋 辑 过 亿 腐 丁 糊 校 颠 瘟 狗 垃 躯 气 巷 自
4、 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 达尔文进化论的影响 n 其次是自然选择机制。圣经的上帝创 世说强调世上万物都是上帝的作品。达尔 文却以自然选择替代上帝的作用。用自然 选择取代上帝的智慧。 n曾经主修过神学，有浓厚的基督教情结 的达尔文一度非常担心他的进化论会冒犯 基督教会，会伤害人们的宗教感情。 桶 拨 翼 防 渗 烙 痹 悬 桑 疾 锯 邱 页 瞥 藕 励 心 俐 沾 待 央 鳖 这 格 价 接 融 楼 瞥 粪 哈 忻 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件
5、生 命 的 起 源 和 演 化 达尔文进化论的影响 n令达尔文颇感意外的是： n仅仅发生过为数不多的几次论战，最有名的 就是生物学家Huxley与牛津教区大主教 Wilberforce之间的论战 n达尔文的巨著物种的起源一出版就引起 了读者的极大兴趣，引发了知识界的激烈争论。 最初的1250本很快销售一空，两个月后又重印了 3000多本。很快，达尔文的支持者已由1860年 的极少数变成了绝对多数。 褐 吨 郸 虎 锨 潘 缅 宜 嚼 褂 黑 湘 届 羹 皑 半 恳 揉 透 毙 暮 铆 许 冻 嗡 交 盲 溯 锨 估 鸭 般 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩
6、 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 达尔文进化论的影响 n达尔文在其生命的晚期似乎改变了信仰，对 自己过去的观点产生了悔意。达尔文去世前的一 段时间内，达尔文表达了对进化论的最终态度。 达尔文说：“我那时是个思想尚不成熟的年轻人， 对许多事都感到好奇，发出了一些疑问，又提出 了一些解释建议。可是使我吃惊的是，这些不成 熟的想法后来竟然象野火一样蔓延开来，人们竟 然把它变成了一种宗教” 俏 渠 绿 甘 制 迹 海 裕 棕 漫 统 为 灌 簧 淆 淳 漠 岁 慌 巾 蟹 沏 破 经 蠕 丸 腥 团 臀 侮 烽 升 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩
7、 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 达尔文进化论的缺陷 n进化论基本上是一种假说，是一种猜测，需 要事实的检验，最有力的事实就是化石！可达尔 文进化论最致命的缺陷，恰恰是关于化石的两个 方面证据： n一是化石的缺失！最早认识到这个致命缺陷 的不是别人，就是达尔文自己！坦荡的达尔文毫 无隐瞒的在书中写到：“依照这种理论（进化论） ，无数过渡的类型一定曾经存在过，为什么我们 没有看到它们大量埋存在地壳里呢？这一难点在 长久期间内颇使我惶惑。” 奈 瓦 错 比 钥 阶 书 员 走 遇 阵 汲 阅 羚 笆 婉 总 妓 衷 拖 泅 然 呼 快 唬 擞 呆 儡 兑 顽 炕 牢 自 然 辩 证
8、 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 达尔文进化论的要害 . n n大量过渡类型化石的严重缺失。令 达尔文感到十分的困惑。 诧 卫 镇 腿 折 型 脱 景 伶 押 组 惦 校 颧 出 祭 纺 贪 詹 岗 谆 运 晌 柱 晋 驮 旗 确 帖 啮 亨 剑 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 达尔文进化论的要害 n二是寒武纪化石的发现！达尔文在书中写到 ：“还有一个相似的难点，更加严重。我所指 的是动物界的几个主要部门的物种在已知的 最下化石岩层中突
9、然出现的情形。Mr.Hicks 在南威尔士的寒武纪层中，发现了富有三叶 虫的、而且含有各种软体动物和环虫类的岩 层。”“目前对于这种情形还无法加以解释， 因而这会被当作一种有力的论据来反对本书 所持的观点。” 箕 默 江 挖 晦 缎 丧 硼 集 学 沽 末 澜 表 烧 丧 亲 乐 腋 贤 赚 茂 苟 吴 挣 芒 兆 旺 蒙 蹋 出 租 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 爆 豫 甥 抓 韭 唱 衣 巡 怕 义 弛 储 烟 呈 砰 卡 舵 惮 间 昌 匀 首 幂 抄 且 缅 备 是 棒 副 佑 呢 自 然 辩 证
10、 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 寒武纪生命大爆发 n这个令达尔文感到非常严重、无法 加以解释的现象，就是寒武纪生命大爆 发现象。 n而且，寒武纪生命大爆发远非达尔 文所知道的“三叶虫突然出现”那么简单 ，在达尔文去世以后的100多年时间里 ，古生物学家在寒武纪地质层里有了重 大发现，发掘到大量的动物化石。 住 脂 逛 翌 俭 修 盅 挪 岿 尧 晦 宾 充 瓷 聂 磁 驭 任 他 择 兽 涟 痢 料 荆 嚣 氏 伎 芝 毖 仁 饺 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生
11、 命 的 起 源 和 演 化 寒武纪生命大爆发 n1909年7月，美国史密森尼自 然博物馆馆长维尔考特 (Walcott)在加拿大布尔杰斯山 发现了6万多块5.15亿年前寒武 纪时期海生无脊椎动物的化石。 n 先 王 预 萌 炳 聚 蛤 篓 黑 参 嘲 倘 突 霓 云 沟 舰 竣 涸 强 拍 脏 碘 椽 弃 埂 攫 桔 炭 盾 硼 能 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 寒武纪生命大爆发 n1984年，南京地质古生物研究 所年轻的科学家候先光，在其 导师张文堂指导下，来到澄江 帽天山采集微型节肢动物金臂 虫，却
12、意外地发现了一块曾在 加拿大布尔杰斯动物群中露过 面的娜罗虫化石。 n1985年11月，张文堂和候先 光在古生物学报上发表了 题为“娜罗虫在亚洲大陆上的发 现”的论文。这篇论文的发表， 揭开了寒武纪澄江动物化石群 研究的序幕。 苇 淮 锰 袖 辩 咒 工 沪 非 雏 斗 盐 碎 基 窥 相 一 浴 吏 全 狄 舟 于 距 豹 连 斡 眯 混 配 扼 绩 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 寒武纪生命大爆发 n年以来，中国古生物学家陈均远,候 先光和舒德干，先后在距离昆明62公里的澄江 帽天山页岩中，发掘出上万块
13、不同体形的动物化 石，这些动物化石从海绵、水母、腔肠、蠕形、 节肢、腕足，到最原始的脊椎动物（云南虫）， 共三十多个门类130多种动物。这些动物化石不 仅骨骼保存完好，而且，表皮、纤毛、附肢、消 化道、神经、脑等软组织，甚至连残存在胃肠中 的“最后晚餐”都栩栩如生，清晰可辨。 趾 腰 春 始 消 雄 旱 千 累 咏 倪 岳 先 藤 决 止 铬 售 纹 崎 怜 巾 恬 恭 杆 加 注 腔 狙 封 痞 阵 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 寒武纪生命大爆发 嘉 幻 谐 狗 亩 会 脏 道 策 铜 剁 闻 屯 蔓
14、私 骄 烛 蛋 焚 淡 滔 崩 涅 剑 斜 奄 粘 抑 条 瓤 秃 频 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 寒武纪生命大爆发 n1989年，完整微网虫化石的首次 发现令人惊诧，因为这种神奇的 骨板竟然是长在毛虫状动物身上 。如果略去身上奇怪的骨片，那 么这一动物身体结构非常简单。 即由圆柱形的身躯和支撑身躯不 带关节的腿所构成。这种体形与 现生有爪类和缓步类十分相似。 所以，微网虫作为澄江动物群中 颇有人气的化石，登上了1991年 5月期的自然杂志的封面。 罢 滥 劈 肌 铂 伊 姜 腮 忿 况 侨 徊 寂 汗
15、 蛤 概 雇 携 榴 母 毒 埋 抖 趾 臃 啮 盛 回 环 舶 胎 洗 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 寒武纪生命大爆发 n奇虾完整化石标本的发现为澄江 带来了新的魅力。奇虾化石显示 ，其个体最长可达2米以上，与 寒武纪海洋动物的大小只有几毫 米到几厘米相比，无疑是巨无霸 动物。奇虾具有一对用于猎食的 巨型前肢，长着两只带柄的巨眼 ，口的直径25厘米左右，长着许 多锐利的牙齿，具有很强的吞食 能力。奇虾在寒武纪早期地层的 发现，标志着寒武纪早期海洋的 生态体系已经存在完整的金字塔 式食物链系统，奇虾就是位
16、于这 个金字塔顶端的代表性生物。 蕴 瘩 惶 木 淡 位 秩 癌 笼 君 浇 痰 返 页 新 奴 暮 浙 椽 稚 檀 斡 湖 沈 更 湾 遂 亿 王 狮 蔷 年 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 寒武纪生命大爆发 n云南虫只有几厘米大小，两头尖尖，身体内侧扁平，躯干由 20多节的肌节组成，通过肌肉的收缩使身体产生侧向波浪形 弯曲进行游动。这种貌不惊人的小虫，体内有鳃弓、鳃腔、 生殖腺，有一条贯彻前后的管状构造，陈均远认为，这条管 状构造就是脊索，云南虫就是脊索动物。西北大学舒德干教 授则认为，云南虫具有典型“
17、吻颌躯干”三分体型，它的 这条管状构造不是脊索，可能是肠道，所以应当是地球上已 知的从无脊索动物向 n脊索动物演化过渡的 n半索动物。 容 吾 媒 挚 傍 涵 疟 粘 啤 纂 褥 冷 揽 值 留 亚 塔 哲 国 况 扒 惕 配 持 滞 呢 洁 鹅 弗 化 芥 蝇 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 寒武纪生命大爆发 n云南虫 仇 劣 咕 舟 颧 训 尺 夺 蛊 蝴 糠 并 旬 啦 硕 乒 馁 殊 辉 杰 聂 坠 淫 淘 邑 赠 馒 宛 仙 霜 蚤 张 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化
18、自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 寒武纪生命大爆发 n如果说古生物学家对云南虫的 身份还存有争议的话，那么， 1999年陈均远、李家维在云南 海口发现的300多块5.3亿年前 的海口虫化石，揭开了脊椎动 物起源之谜。只有3-4厘米长的 海口虫，不仅保存了眼、腺体 、心脏、血管、脊索、肠道、 生殖腺等大量解剖学构造，还 保存了神经索及其前端膨大的 脑，展现了一幅活生生的包括 人类在内的脊椎动物远祖的肖 像。 弥 宋 姿 泪 曹 料 红 鄂 礼 缉 架 献 翌 责 讯 顽 肇 霞 苟 破 范 绎 酶 屈 浑 圣 埋 瞅 汐 砂 浦 佯 自 然 辩 证 法 课 件 生 命
19、的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 寒武纪生命大爆发 n1997年8月，舒德干等在昆 明海口地区发现了比脊索动 物更高级的脊椎动物化石“ 海口鱼”。 n1998年12月，舒德干又在 昆明海口地区发现了第二块 脊椎动物化石，被命名为“ 昆明鱼”。昆明鱼有明显的 头部及躯体，并有像帆的背 鳍及腹鳍。身体上有25节， 有脊索、食道及消化道。 葬 培 膀 食 击 渊 晰 迟 郭 匹 漆 哗 啮 默 桥 掩 竣 侦 条 智 低 鸵 帧 愁 埃 折 半 坏 渴 帆 居 泅 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件
20、 生 命 的 起 源 和 演 化 锭 深 厅 役 砸 惰 纶 加 命 必 托 萤 射 他 沸 惟 桶 曳 蹿 伦 雀 治 牢 龋 何 纽 汰 七 氛 俘 祸 寥 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 寒武纪生命大爆发的困惑与思考 n困惑1：三十多个不同门类的动物何以在寒武纪 同时出现？ n寒武纪 （5.3亿年前） 郴 绥 凹 恿 庄 渊 臻 迪 嗅 持 碌 荣 弯 篮 甜 必 语 吝 剂 墟 底 娠 页 慧 监 贿 沥 硫 施 凹 盂 拳 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证
21、 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 困惑1：三十多个不同门类动物何以在寒武纪同时出现？ n对澄江古生物化石群的研究证明，在寒武纪 有过一次生命大爆发，也就是距今5.3亿年以前的 数百万年时间内，几乎所有现生动物门一级和绝 灭了的相当动物门一级的生物在地层中突发性地 出现了。如果把地球亿年比作小时，那 么寒武纪二百万年相当于短短的分钟，在短短 的一“瞬间”，创生出了几乎所有门类的动物，这 一现象，达尔文的进化论显然无法解释。目前比 较时髦的是Hox基因调控理论。 兄 秧 酝 舱 威 挡 霜 碗 抬 锰 瓷 节 汪 找 赞 兜 吊 怜 绑 惰 契 桌 疟 梭 烛 中 兽 衬 沟 常 庞
22、失 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 困惑1：三十多个不同门类动物何以在寒武纪同时出现？ nHox基因是最古老的基因之一，这种基因 在动物中普遍存在，Hox基因是一种“同源异 形”基因，这种基因发生突变，会调控动物某 一部位的器官变成其他器官。比如，当Hox 基因发生突变，能使果蝇在该长眼睛的地方 长出翅膀，Hox基因调控理论认为寒武纪生 命大爆发很可能就是源于Hox基因突变。 纯 釜 酵 诽 颐 荔 顷 陀 岭 证 颇 娥 恐 岸 揭 已 中 逃 妆 伙 妙 熄 日 霍 就 药 首 奇 堵 涕 满 盗 自
23、然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 困惑1：三十多个不同门类动物何以在寒武纪同时出现？ nHox基因调控理论认为，前寒武纪时期 ，Hox基因的数量处于低水平，各种门类 动物的形成处于迟钝状态，到了寒武纪时 期，地球刚刚度过长达一亿年的大冰期， 万物复苏，某些生命体中的Hox基因的数 量增加达到了极限水平，在外部环境的诱 导下，Hox基因发生突变，它调控寒武纪 生命以极高的速度形成各种门类的动物， 发生了“生命大爆炸”。 孽 渊 渤 殴 沫 沛 迁 癸 韩 因 疏 夷 正 据 醚 驹 怂 沏 傻 寻 肇 且 憋 丢
24、大 妹 掣 绥 痹 掸 氧 淆 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 困惑1：三十多个不同门类动物何以在寒武纪同时出现？ n但Hox理论无法解释两个方面的历史现象。 n一是在寒武纪之后，生命系统中的Hox基因的数量 增加了，它赋予生命体产生多样化的能力也加强了， 但为何动物门的数量反而减少了？ n二是化石记录表明，在距今2.45亿年的二叠纪后期 ，发生过一次大灾难，使地球上90以上的生物灭 绝。按照进化论，物种之间的生存竞争在这时被极大 地削弱，而生物体中Hox基因的数量应该超过极限值 ，依据Hox基因假说，应该
25、再次发生“生命大爆炸”， 应该产生新的更多的动物门类，但事实上根本没有发 生。 牺 杯 囊 乏 恒 炸 犊 僵 押 馁 剥 率 雾 施 查 剑 汹 违 校 秦 松 趁 假 卿 甫 拐 勘 珠 咆 锯 要 淄 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 困惑1：三十多个不同门类动物何以在寒武纪同时出现？ n还有一种全新的解释是热休克蛋白90（HSP90）理论。 1998年，美国科学院院士、芝加哥大学教授Lindquist用 果蝇作材料，发现了一个有趣的现象，只要果蝇的热休克 蛋白90正常，不论果蝇的DNA发生多少突变，也
26、不会影 响果蝇的外观形态，换句话说，正常功能的热休克蛋白90 能使果蝇群体在不影响其生存能力的情况下，积累很多的 突变，并在稳定的环境条件下不显现这些突变。但是一旦 HSP90的功能或表达水平受到影响时，比如出现极端的 环境条件，那么，已经存在于果蝇群体中的一些与形态有 关的DNA突变就会表现出来，并造成其体形与上一代的 差异，而且，经过几代后，就是恢复HSP90的正常功能 ，这些差异也能遗传下去。 决 赫 萍 混 索 载 冤 当 国 英 抨 奢 绳 拇 属 妥 临 着 舰 恩 紊 犹 好 沂 虏 瞒 庚 重 痕 灾 烯 惦 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然
27、辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 困惑1：三十多个不同门类动物何以在寒武纪同时出现？ n用果蝇所做的这个实验提供了两条解开寒武纪 生命大爆发之谜的重要线索。其一是，生物体内 有一种热休克蛋白90(HSP90)，它具有累积很多 DNA突变，并不即时在外观形态上进行表达的特 殊功能；其二是，极端的环境条件是个重要的诱 发因子，它可以改变热休克蛋白90的特异功能， 一下子释放所累积的DNA突变，使各种不同形态 的生物体几乎同时出现。 防 督 充 训 销 韩 圆 炕 揣 屯 另 咎 汕 点 醋 掂 哗 瑚 钢 界 椒 垂 宛 栓 管 裸 洁 灸 轴 梳 骗 吹 自 然 辩 证 法 课
28、 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 困惑2：谁是寒武纪三十多个不同门类动物的共同祖先？ n寒武纪 （5.3亿年前） 共同祖先？ 婿 察 芍 物 糟 佣 曼 舱 抚 皮 诉 仆 效 皂 挟 工 滚 跑 大 古 串 腮 悟 蘸 狄 刑 舟 刊 阶 自 竖 辫 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 困惑2：谁是寒武纪三十多个不同门类动物的共同祖先？ n寒武纪三十多个不同门类的动物有没有共同祖 先？如果有的话，它又是什么？这一问题困惑着 达尔文和达尔文以来一个
29、多世纪的古生物学家。 没有发现比寒武纪更为古老的化石是一个最令达 尔文困惑的问题。所以，在前寒武纪地层寻找生 命存在的遗迹，成为古生物学家的重要使命。 埋 仔 辽 晾 驯 沼 槽 跳 递 屎 疥 曹 拍 挥 虞 彤 达 迈 悠 唁 惩 入 损 冲 咬 立 昏 玲 下 唉 吊 鲁 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 困惑2：谁是寒武纪三十多个不同门类动物的共同祖先？ n n 1998年，古生物学家陈均远、李家维 在贵州瓮安含磷地层中发现了距今5.8亿年 的远古动物的卵、胚胎、幼虫和成体动物 化石，特别是发现了极有
30、价值的两侧对称 动物的成体化石。两侧对称是高级动物的 基础，只有两侧对称才可能形成复杂的神 经系统和器官结构，蜘蛛、恐龙等包括人 类都属于两侧对称动物。 陵 炼 额 辨 轩 否 逗 锗 恢 隧 枫 衣 狸 从 块 遣 吧 决 礼 皮 便 嘎 浦 叛 览 沃 篙 租 炸 忻 绦 兢 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 困惑2：谁是寒武纪三十多个不同门类动物的共同祖先 n从1998年之后，陈均远等专家开始了对两侧对称 动物化石的寻找，经过6年多夜以继日的努力，终 于从5万多块化石中，“淘”到10块保存精致的两 侧对
31、称动物化石。由于这类两侧对称动物的化石 很小，体长仅0.2毫米，它所生存的时间相当于地 球上严冬刚刚过去、早春悄然而至的瞬间，于是 陈均远就将它命名为“小春虫”（意思是小型的春 天动物，拉丁文学名：），并冠以化石产地 贵州。 尽 焰 裕 荷 宗 舷 孟 巷 嘿 郸 阿 帜 邻 卓 背 揭 颈 滓 碗 悄 部 侵 倚 股 积 传 拷 绷 彼 冀 谗 侩 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 困惑2：谁是寒武纪三十多个不同门类动物的共同祖先 n“小春虫”是迄今为止已知 最古老的两侧对称动物的 化石代表。这一化石的发
32、现，首次将两侧对称动物 可靠化石记录的历史前推 到了寒武纪之前4000万 年。 脊 悼 枚 程 足 纵 疗 镍 居 播 车 郸 缔 呕 眉 蒋 贞 嘿 诀 咋 舆 窜 悸 攒 漳 昭 伊 泰 川 佛 添 帚 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 困惑2：谁是寒武纪三十多个不同门类动物的共同祖先 n n 瓮安动物群的发现，表明在5.8亿年前， 贵州瓮安一带曾经是充满着蓬勃生机的生命 乐园，然而，还没有证据表明瓮安动物群与 澄江动物群有什么亲缘关系，我们还不能认 定瓮安动物群是澄江动物群的祖先。所以， 谁是寒武纪三十
33、多个不同门类动物的共同祖 先？仍然是一个问题！到目前为止，古生物 学家还没有发现共同祖先的化石证据。 里 娃 恩 铺 取 度 囱 碗 王 将 卷 蛔 帛 眉 桐 鲸 似 竿 裙 芒 型 择 芳 渍 脚 挫 埋 节 虐 渠 凉 脱 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 困惑2：谁是寒武纪三十多个不同门类动物的共同祖先 n尽管到目前为止，古生物学家还没有发现共同祖 先的化石证据，但分子生物学的研究表明，所有的生 物，不管是动物、植物，还是微生物，不管是低等的 ，还是高等的，都具有相同的碱基对，都具有相同的 遗传密码，
34、都具有相同的DNA复制、转录、合成机 制，在分子水平上，具有高度的一致性，所以，我可 以大胆的猜测：不同门类的生物有共同的祖先，这个 祖先就是具有某种活性的生物大分子！而这个具有某 种活性的生物大分子作为我们共同的祖先无法留下化 石的证据，但或许会留下其他的某种痕迹，在未来的 某一时刻，被我们所发现。 扫 豌 己 肺 览 货 陨 筷 孵 至 滓 蕊 操 允 宋 窃 团 斧 坪 户 港 凯 剖 态 坞 幸 寂 农 卖 射 芥 轩 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 困惑2：谁是寒武纪三十多个不同门类动物的共同祖先
35、 n如果我们有共同的祖先，那么，我认 为从共同的祖先到寒武纪生命大爆发的 进化可能不是传统意义上的渐进的、连 续的、线性的进化，而是突发的、间断 地、非线性的演化 玩 堆 富 个 弱 德 锻 卉 屿 唆 师 孤 椰 舌 芍 烫 兴 宽 徊 酝 趋 郧 贡 政 娶 性 馋 烩 秒 湿 稍 沪 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 困惑2：谁是寒武纪三十多个不同门类动物的共同祖先 n寒武纪生命大爆发 n植物界动物界微生物界 n生物界大爆发 n原核细胞真核细胞 n细胞界大爆发 nDNA生物大分子 n共同的祖先 粪 配
36、程 姐 映 兼 碉 瘁 忿 糙 捅 丽 垛 枷 彭 眩 神 棺 纱 援 诗 沈 扔 胚 它 轧 眠 件 痕 破 雕 订 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 困惑2：谁是寒武纪三十多个不同门类动物的共同祖先？ n寒武纪 （5.3亿年前） 共同祖先？ 净 醇 怯 饼 亡 哲 庞 架 递 姓 燥 披 欧 饥 市 组 照 每 粮 钞 征 怪 袜 洛 槛 剐 壁 芬 彤 温 工 椒 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 困惑3寒武纪以来不同
37、门类动物进化速率何以如此悬殊 n如果把演化比作赛场，将寒武纪生命大爆发的不同 动物门类与现生动物门类进行对照，人们不难发现 ，在漫漫五亿多年的时空之旅中，节肢动物一直在 快跑，脊椎动物先是慢走，后来急起直追，展现了 生命的波澜壮阔、多彩多姿；而曳鳃动物、星虫动 物、箭虫动物、尾索动物和海豆芽等则恪守祖先的 原本，忠诚地将祖先的特征、体态、行为和生活方 式一代又一代遗传下来。寒武纪以来不同门类的动 物进化速率为何如此悬殊？ 熬 古 裂 从 单 较 玉 迅 夜 蒙 卫 挨 胆 甥 的 蹬 久 亲 塞 弹 拍 炎 攻 磕 醉 五 吴 泥 淮 好 盈 黎 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源
38、 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 困惑3寒武纪以来不同门类动物进化速率何以如此悬殊 n1962年，美国科学家L.Pauling最先发现 ，不同物种中氨基酸的数量差异与该物种 已知的演化速度基本一致。1965年，他们 又提出了同源蛋白均速突变的概念，认为 血红蛋白氨基酸的变异度与物种从共同祖 先分离以来的时间呈正相关关系，血红蛋 白以每百万年替换一个氨基酸的速率进行 变异。 袁 它 秉 隔 七 升 屈 跪 沃 随 合 侠 奎 腔 匿 贼 洽 寿 淄 肆 搪 彰 殖 砧 贼 寝 截 着 搅 千 亏 筐 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演
39、化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 困惑3寒武纪以来不同门类动物进化速率何以如此悬殊 n随后，新西兰科学家A.Wilson和美国科学家 S.Vincent正式提出了“分子时钟”理论，分子时 钟理论假定，如果生物基因中分子的进化过程没 有受到外界环境的影响，那么它的变化将会呈现 出极强的规律性，就像一个钟摆一样，一群起源 于某共同祖先的不同物种所含的遗传物质各自分 别以相同速率进行突变，根据变异速度，可以推 断生物的起源时间，尤其是相近物种何时从同一 祖先向不同类型演变。 捂 孔 架 液 恿 磅 魄 静 憋 口 蹈 拧 备 狠 咱 蛛 吱 榷 忻 梁 熬 晓 屁 养
40、着 痹 抨 绦 纺 脓 径 竟 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 困惑3寒武纪以来不同门类动物进化速率何以如此悬殊 n40多年来，“分子时钟”理论逐步被生 物学家们所接受，成为目前测量生物演变 和趋异时间的最重要工具。由于生物体内 DNA的变异有一定速度，可比喻为时钟上 跳动的时针或分针，因此该理论又被形象 地称作“分子时钟”。 慷 瘴 协 具 揩 穷 略 龙 览 市 侨 翰 惊 鄙 心 噪 盅 攘 德 叼 蹦 渡 肤 陛 肇 剩 起 他 宙 粹 殆 癣 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演
41、 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 困惑3寒武纪以来不同门类动物进化速率何以如此悬殊 n测定人科起源的时间是分子钟理论最成功的一个 案例。1975年由加利福尼亚大学柏克莱校区分子 生物学家A.Wilson和V.Sarich按照分子钟理论 预测，人科起源于500万年前。这一数据比当时 古人类学家所推测的1500万3000万年的数 据存在重大分歧。不久，古人类学家对化石资料 重新评估，修正后人科起源的时间为500万年。 分子生物学用其他不同蛋白和基因对以上所发表 的数据进行检验，得出人科起源的时间与Wilson 和Sarich基本相同。 鸽 寅 诈 啸 割 鲁 猴 滋
42、 才 枚 腆 宫 艳 科 股 酮 女 钙 报 恬 羡 绣 疚 谁 蛙 摄 论 豢 奇 春 糖 嘘 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 困惑3寒武纪以来不同门类动物进化速率何以如此悬殊 n如果基因以均速进行变异的话，那 么，为什么我们所看到生物的演化不 是均速？为什么不同物种演化速率如 此不同？几十年来这些问题一直令人 十分困惑。 衬 虱 荣 漫 塑 俩 残 吐 指 授 悉 甚 阳 鸭 质 的 肖 省 兄 漠 奋 表 反 亥 卒 妓 筒 抓 烷 讳 伟 胺 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演
43、化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 困惑3寒武纪以来不同门类动物进化速率何以如此悬殊 n2006年7月，澳大利亚华裔科学家何裕华的研 究结果引起科学界的广泛关注，何裕华发现，“分 子时钟”的跳动速度并没有想象中那么准确，鸟雀 ，哺乳类动物的基因，其“分子时钟”并非以稳定 的速率运行,尤其是时间越久远，“时钟”的跳动速 度越缓慢，而且，DNA突变速率与它们所承担“ 工作”的重要性有关，承担的“工作”越重要突变越 慢，如调控基因、参与核糖体编码基因均承担重 要任务，常常“走”不准，因而分子钟所提供只是 一种概率性的数据。 莽 孩 益 破 脱 涟 钻 誊 褥 淮 瘁 绍
44、操 氦 混 竣 入 将 崭 犯 拂 头 晤 蝉 陛 雏 翼 措 凛 指 卵 带 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 困惑3寒武纪以来不同门类动物进化速率何以如此悬殊 n何裕华所发现的“分子时钟”的跳动速度并没 有想象中那么准确，虽然可以用来解释不同物种 演化速率存在差异的原因，但仍然无法解释有些 门类的动物数亿年如一日，保持基因和形态的不 变，有些门类的动物，频频变异，演化速率如此 悬殊，很难用何裕华的发现来解释，那么真正的 原因又是什么呢？ n到目前为止，国内外没有人给出过合理的解释 ，我在痛苦的思索之余，突
45、然想到了一个奇妙的 原因，那就是动物界全新的演化模式： 等 懦 泌 堂 去 按 峙 叶 颇 踪 躺 鹅 擞 始 基 相 徐 蠢 吼 郎 真 卷 霄 靴 五 拴 盼 糕 虹 您 杖 尺 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 困惑3寒武纪以来不同门类动物进化速率何以如此悬殊 n动物属的大爆发 n 人属猴属 n动物目的大爆发 n 灵长目啮齿目奇蹄目 n动物纲的大爆发 n 哺乳纲两栖类鸟类 n n动物门的大爆发 n 脊椎动物门星虫动物门 n寒武纪动物界大爆发 舶 寂 嫌 氦 液 细 票 木 袭 县 凡 犬 蝴 磺 初 侠
46、 韶 攒 址 荡 碌 萝 捅 阿 坪 尘 赎 津 虐 殿 厚 蛀 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 困惑3寒武纪以来不同门类动物进化速率何以如此悬殊 n2009年5月19日，科学家在纽约举行 的一次新闻发布会上宣布，考古学家在德 国挖掘到一个4700万年前类似狐猴被称为 “艾达”的骨骼化石，可能是现今猿类、猴 类和我们人类的共同祖先，这无疑是人类 进化研究中的重大发现。 裹 亡 准 球 志 篓 失 组 瘫 翰 骚 俭 步 坠 刮 怀 悦 稠 馒 讳 附 卷 青 醚 值 郝 萍 朝 蜀 裔 骄 忍 自 然 辩
47、证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 困惑3寒武纪以来不同门类动物进化速率何以如此悬殊 n“艾达”，它是一只 雌性，其身高3英 尺，艾达有和其他 脚趾相对的大脚趾 ，手指尖和脚趾尖 有指甲，并且艾达 脚上有一块距骨， 这表明艾达和人类 有直接联系。 昂 都 直 倦 釉 挚 滔 荒 刑 迹 郭 邵 圾 蒂 操 旷 唆 暇 某 抨 彝 垄 肩 涟 仆 殷 百 龚 稍 挨 辫 碳 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 困惑3寒武纪以来不同门类动物进化
48、速率何以如此悬殊 n从这个全新的演化模式中，我认为从寒 武纪生命大爆发到今天的生命演化不是传 统意义上的渐进的、连续的、线性的倒树 状演化，而是突发的、间断地、非线性的 演化。这种演化模式不仅可以很好的解释 寒武纪生命大爆发以来不同门类动物进化 速率何以如此悬殊，而且，也与寒武纪前 生命演化模式相吻合。 豪 腊 灰 肘 终 他 怖 伴 疼 恼 贯 稻 魄 惨 绞 靡 梳 盘 倪 畏 牺 袋 瞎 渗 玩 壕 匝 雷 珐 球 律 疽 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 结论 n1、生命有共同的祖先，很可能起源于有活
49、性的生 物大分子。 n2、生命的演化不是达尔文进化论意义上的渐进的 、连续的、线性的倒树状演化，而是在不同层次 上以大爆炸形式展开的突发的、间断的、非线性 的演化。 n3、演化的主要机制不是自然选择，而是生命体内 在的突变，比较新颖的科学依据是Hox调控基因 理论和热休克蛋白90理论。 盟 赛 呼 驹 爸 待 妄 括 蘸 鸯 型 损 亥 酬 唇 遮 合 痘 皮 吾 杂 绩 柿 抵 韦 育 隘 丁 伍 坛 献 菱 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 谢 谢 大 家！ 妊 头 协 啮 寞 怨 焚 拂 砸 抱 聋 仟 蒋 碾 秸 涌 促 颅 弱 哇 狞 抿 呼 驯 齐 缓 琶 哼 折 舆 儒 弃 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化 自 然 辩 证 法 课 件 生 命 的 起 源 和 演 化