搜索
第四章生物进化的证据本章重点：以古生物学、胚胎学、比较解剖学、生物地理学和生物生理学等证据讨论生物进化。一、古生物学证据（古生物类群出现的顺序）二、胚胎学证据（脊椎动物胚胎发育的比较）三、重演律证明生物进化（个体发育；系统发生）四、比较解剖学证据（同源器官；同功器官；痕迹器官）五、生物地理学证据（动物地理分界；动物地理分布）六、生理学证据（血清鉴别法）一、古生物学证据古生物学是研究各地质时期不同地层的古代生物遗体和遗迹（如足印等）的科学。通过研究可以了解生物在悠长的地质年代中发展的历史；了解生物与环境变迁的相互关系。由于古生物学对生物进化能提供直接的证据，因此它对生物进化论的形成和发展都有重大的作用。根据不同地层时期所发现的古生物化石，可以看出各类生物的出现具有一定的时间顺序。地质年代表二、胚胎学证据胚胎学是进化论的坚实基础，贝尔比较不同脊椎动物胚胎发育的状况，得出几个重要的结论。第一，在胚胎发育中，每一较大动物类群的共同性状先出现，特殊性状后出现。例如，门的性状（如脊索、鳃裂等）先出现。第二，从最共同的性状中发展出比较不共同的性状，最后才出现最专门的性状。例如，物种的性状最后出现。第三，不同纲动物的胚胎发育起初经过相似的阶段，以后才愈来愈分坡了。例如，不同纲的胚胎起实阶段是相似的。第四，在胚胎发育过程中，高等动物胚胎发育阶段经历着低等动物的胚胎发育的阶段。贝尔确定了在胚胎中首先出现门的性状（也就是最共同的），以后顺次地出现纲、属、种的性状，最后出现个体的性状。属于同一门的不同纲的胚胎，在最早的阶段是相似的；随着胚胎的发育，出现了属的、种的和个体的差异，即“胚胎的性状分歧”。三、重演律证明生物进化（个体发育、系统发生）重演律根据动物胚胎学、形态学的研究成果提出的.动物个体发育史是系统发育史的简单而迅速的重复，生物在个体发育过程中，重现其祖先的主要发育阶段。个体发育一般是指多细胞生物体从受精卵开始到成体为止的发育过程。其中包括细胞分裂、组织分化、器官形成，直到性成熟为止。系统发生是指生物种族的发展史。可以批一个类群（种、属、科）形成的历史。重演律从胚胎发育的方面证明了生物的进化。在形态结构方面，我们以人的胚胎发育为例。观察人类胚胎发育的各个阶段，可以发现许多人类起源于动物的极珍贵的证据。生物进化胚胎学证据胚胎发育过程简单、快速重演祖先的某些进化历程。如脊椎动物早胚出现的鳃裂、尾胚胎第24天胚胎第28天胚胎第3月重演律图解重演律只是一种简单、迅速的过程；可推测进化过程中的原始性状，可绘出系统发育树四、比较解剖学证据（同源器官、同功器官、痕迹器官）1.同源器官证明生物进化2.同功器官证明器官的进化3.痕迹器官证明生物进化1.同源器官证明生物进化同源器官（homologousorgans），就是起源相同、构造和部位相似而形态和机能不同的器官。同源器官最典型的例子是脊椎动物的四肢，如鸟的羽翼、蝙蝠的膜翅、鲸鱼的前鳍都能和人手，马脚一一相较。同源器官2.同功器官证明器官的进化同功器官：指不同形态和机能相似而起源和构造不同的器官。例如，鸟、蝙蝠和昆虫都具有适于空中飞行的翅膀。但是这些翅膀的起源和结构不全相同。同功器官的形成，是适应于一定生活方式的结果。比较解剖学证据根据奥温的分析，同源和同功器官存在着三种不同的情况：第一、鸟的翅膀和人的臂：它们是同源、不同是功；第二、鸟的翅膀和昆虫的翅膀：它们是同功，不是同源；第三，鸟的翅膀和蝙蝠的翅：它们是同源，又是同功。同功器官比较解剖学证据同源和同功器官是普遍存在的生命现象。这种现象，为生物进化提供了证据。同源器官的形成，不同器官在内部结构上的相似性，表示了这些生物起源的共同性，它们有共同的祖先。只是由于发展过程中，适应于各中不同的生活方式，才产生了变异，出现了不同的形态与功能。3.痕迹器官证明生物进化痕迹器官是指生物体上已经作用不大，但仍存在的一些器官。这类器官在各类生物中都易找到。如人类身上的细毛，已基本上不具有兽类体毛的那种效用。人类的第三眼睑（瞬膜）也很退化（它在爬行如鳄鱼和鸟类上最发达，可以遮蔽全眼；待到兽类，已逐渐退化，只在马、狗和反刍类中，尚留有新月形的瞬膜）。痕迹器官的存在，可以追溯到具有这些器官的生物与其他生物的亲缘关系和进化线索。痕迹器官：仙人掌刺是叶的痕迹器官在发育中退化失去功能，只留残迹。是长期适应新生活环境的结果。五、生物地理学证据•动物地理分界：澳洲界（Australian）；新热带界（Neotropical）；埃塞俄比亚界（Ethiopian）；东洋界（Oriental）；古北界（Palaearotic）；新北界（Neoarctic）全球动物地理分为6个区•动物地理分布证明生物进化澳洲、南美洲都位于南半球，气候大体相似，都具有热带和亚热带的特点。两个地区的生物类型有着明显的差异。（一）澳洲：澳洲的动物大多是现代最原始的哺乳类。（二）南美洲：贫齿目（Edentata）（如犰狳、食蚁兽、树懒Choloepusdidactylus）的原产地；还有阔鼻亚目（Platyrrhini）的猿猴（如卷尾猴Cebuscapuchinua）、吼猴（Mycetes）、翼手目（Chiroptera）中的吸血蝠科。动物地理特征与生物演化•澳洲：原始哺乳动物，如有袋类等。因为澳洲大陆在中生代与其他大陆分离，当时地球上只有原始哺乳动物动物地理特征与生物演化•南美洲：新热界的主要组成部分，有特有的贫齿类，也有有袋类及现代哺乳动物•第三纪以前南美洲和其他大陆相连，故有第三纪以前的共有动物，如有袋类等；第三纪初期到末期南美洲和其他大陆分离，从而形成特有动物，如贫齿类；上新世以后大陆桥的形成，北美一些动物通过大陆桥向南迁移，后代保留至今六、生理学证据（血清鉴别法）是根据异种动物之间的“抗原－抗体反应”，即在注射了异种动物的血清后根据其沉淀的情况，来测定各种生物的亲缘关系的方法.将人类的血清注射到兔子的血清里，兔子的血清便产生一种抗体，再将具有这种抗体的血清和人的血清相混合，便产生抗原-抗体反应而出现沉淀。如以这种兔的血清和其他动物的血清混合，观察沉淀的多少，就可推测被实验的动物和人的亲缘关系。六、生理学证据（血清鉴别法）•家兔抗人血清的抗体与不同动物血清之间的反应•人100%黑猩猩97%大猩猩92%猩猩79%狒狒75%狐猴37%刺猬17%猪8%思考题1．古生物学的成果怎样证明生物进化？并举例说明。2．简述生物进化的证据。