地质历史上的生物演化生物灭绝说明了什么
『壹』 历史上有几次生物大灭绝
历史上有五次生物灭绝事件,最早由大卫·骆普和杰克·塞科斯基1982年发布的论文所认定:
奥陶纪-志留纪灭绝事件:发生在奥陶纪晚期或奥陶纪与志留纪过渡时期,4.50亿年前至4.40亿年前,约27%的科与57%的属灭种。从灭种的生物分类的属的数量,被评为五次大灭绝事件的第三位。直接原因是冈瓦纳大陆进入南极地区,影响全球环流变化,导致全球冷化进入安第斯-撒哈拉冰河时期,海面大幅度下降。
泥盆纪后期灭绝事件:3.75亿年前至3.60亿年前,接近泥盆纪-石炭纪过渡时期。这次主要是海洋生物的灭绝,陆地生物受影响不显著。约19%的科、50%的属灭绝。这次大灭绝事件持续了近2000万年,期间有多次灭绝高峰期。造礁生物消失,竹节石类、腕足动物的3个目、四射珊瑚10多个科灭亡,称凯勒瓦瑟尔事件,也称弗朗斯-法门事件。由于灭绝事件持续时间很长,其根源很难辨识。可能的生物学原因是在此前的泥盆纪陆生植物大量繁育,导致地球大气中氧含量的增加、二氧化碳的大幅减少,地球进入卡鲁冰河时期所致。陆生植物进化出发达的根系深入地表土之下数米,加速了陆地岩石土壤的风化,大量铁等元素释放进入地表水,造成了水系的富营养化大暴发,导致了海底缺氧事件。海洋表层的繁盛的有机物的沉降,使得全球碳循环中大气层的二氧化碳大量进入海底沉积层,也加强了地球冷化。泥盆纪也是陆地上生成大煤田的时期,这也加剧了二氧化碳固化入岩石圈。
二叠纪-三叠纪灭绝事件:发生在2.51亿年前的二叠纪-三叠纪过渡时期。这是已知的地质历史上最大规模的物种灭绝事件。许多动物门类整个目或亚目在此次灭绝事件中全部灭亡。曾普遍分布的舌羊齿植物群几乎全部绝灭。早古生代繁盛的三叶虫全部消失。䗴类原有40多个属,该世结束时完全消失。菊石有10个科绝灭;腕足类之前有140个属,在该事件后所剩无几。总共约57%的科、83%的属(53%的海洋生物的科、84%的海洋生物的属、大约96%的海洋生物的种),估计有70%的陆地生物包括昆虫的物种灭绝了。对于植物的影响较不明确,但新植物类群在此次灭绝后开始占优势。全世界几乎没有三叠纪早期形成的煤田。这次大灭绝事件的可能成因包括西伯利亚大规模玄武岩喷发造成的附近浅海区可燃冰融化大量释放温室气体甲烷,盘古大陆形成后改变了地球环流与洋流系统等等。
三叠纪-侏罗纪灭绝事件:2.0亿年前的三叠纪-侏罗纪过渡时期。约23%的科与48%的属的生物灭绝。其原因尚无定论。
白垩纪-第三纪灭绝事件(缩写为K-T灭绝或K-T事件):6千5百万年前,约17%的科、50%的属、75%的物种灭绝。这次灭绝事件被评为五次大灭绝事件的第二位,仅次于二叠纪-三叠纪灭绝事件。其成因一般认为是墨西哥尤卡坦半岛的陨石撞击。
『贰』 在地质历史上,两次重要的全球性生物灭绝时期是什么
在地质历史上的全球性生物灭绝时期:
第一次生物大灭绝:为距今4.4亿年前的奥陶纪末回期,导答致大约85%的物种绝灭。原因主要是在奥陶纪末期曾发生过一次规模较大的冰期。
第二次生物大灭绝:距今3.65亿年前的泥盆纪后期,海洋生物遭受了灭顶之灾。其原因也是地球气候变冷和海洋退却。
第三次生物大灭绝:距今2.5亿年前的二叠纪末期,导致超过95%的地球生物灭绝。这次大灭绝是由气候突变、沙漠范围扩大、火山爆发等一系列原因造成。
第四次生物大灭绝:距今2亿年前的三叠纪晚期,发生了第四次生物大灭绝,爬行类动物遭遇重创。这一次灾难并没有特别明显的标志,只发现海平面下降之后又上升了,出现了大面积缺氧的海水。
第五次生物大灭绝:6500万年前后,白垩纪晚期,侏罗纪以来长期统治地球的恐龙灭绝了。这一次灾难来自于地外空间和火山喷发,在白垩纪末期发生的一次或多次陨星雨造成了全球生态系统的崩溃。
『叁』 化石在研究生物进化方面的意义
1.古生物是确定相对地质年代的主要依据
在地质历史时代中,生物的发展演化是整个地球发展演化的最重要的方而之一。随着时问的推移,生物界的发展从低级到高级。从简单到复杂。不同类别、不同属种生物的出现,有着一定的先后次序。在演化过程中,已有的生物,或演化为更高级的门类、属种,或灭绝而不再重新出现。这种不可逆的生物发展演化过程,大都记录在从老到新的地层(成层的岩石)巾。在不同地质历史时期所形成的地层内,保存着不同的化石类群或组合,即在某一地质时期的地层中,有着某一地质时期所特有的化石,这就是史密斯(w.Smith)的“生物层序律”。化石在地层中的分布顺序清楚地记录了有生物化石记录以来的地球发展历史。
根据生物演化的阶段性和不可逆性,地球历史由老到新被划分为大小不同的演化阶段,构成了不同等级的地质年代单位。最大的地质年代单位是宙,整个地球地质历史被划分为太古宙、元古宙和显生宙。太古宙为最占老的地质历史时期。是生命起源和原核生物进化时期。元古宙是原始真核生物演化的时代。显生宙时,后生植物、动物大量发生和发展,是生物显著出现的时代。显生宙被划分为二个
代,白老到新为古生代、中生代和新生代。代以下被分为纪。古生代有寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪计六个纪。中生代有三叠纪、侏罗纪和白垩纪共三个纪。新生代包括古近纪、新近纪和第四纪。每个纪一般被进一步分为三个或两个世,每个世又被分为若干个期。每个期包括一个或几个化石带,时问跨度为数百万年,是地质年代的基本单位。
2.古生物是划分和对比地层的主要依据
每一地质年代都有地层的形成。因此。每一地质年代单位都有一个相应的年代地层单位,地质年代单位宵、代、纪、世、期的相应的年代地层单位为宇、界、系、统、阶。地层是研究地球发展舰律的物质基础,也是地质工作者必须研究的对象。地层学就是研究地层在时间和空间上的发展分布规律。古生物学的办法是目前地层学研究地层划分和对比的行之有效的主要方法。
由于不同年代的地层中保存着不同的特征化石或化石组合,从而不同时代的地层就可以被识别出来,不同地区但时代相当的地层就可瓦相对比。这种不同地区的地层划分和对比,对寻找地下资源以及选择建筑地基等有着重要的意义。
3.古生物是识别古代生物世界的窗口
化石是生命的记录。通过对各地、各时代化石的不断发现和挖掘,和利用生物学和地质学等知识对化石的形态、构造、化学成分、分类、生活方式和生活环境的不断研究,地球有牛物圈以来,特别是后生生物出现以来,千变万化的古代生物就可被逐步识别,古代生物的形态就能得到复原,古代的生物世界就能被栩栩如生地再现给世人,古代生物在全球的地质地理分布就能不断得到揭示,古代生物的系统分类或谱系就可逐步完善起来。
4.古生物为生命的起源和演化研究提供直接的证据
古生物研究为探讨生物演化规律提供了有力的证据。从老到新的地层中所保存的化石,清楚地揭示了生命从无到有、生物构造由简单到复杂、门类由少到多、与现生生物的差异由大到小和从低等生物到高等生物的一幅生物演化的图画。地层中化石出现的顺序清楚地显示了细菌一藻类一裸蕨一裸子植物一被子植物的植物演化,和从无脊椎一脊椎动物的动物演化、鱼类 两栖类一爬行类一哺乳类一人类的脊椎动物的演化规律。
我国贵州前寒武纪瓮安生物群(距今约5 8亿年),云南寒武纪澄江生物群(距今约54亿年),辽西中生代晚期恐龙、鸟类、真兽类和被子植物的发现,为早期无脊椎动物、脊椎动物、鸟类和被子植物的演化揭示了新的珍贵资料。
生命起源是自然科学领域内最重大的课题之一。一百多年前,恩格斯就已指出“生命是蛋白体的存在方式”。蛋白质和核酸的结构与功能是认识生命现象的基础。蛋白质由20种不同的氨基酸组成,这些氨基酸大部分已在化石中找到,这对研究生命起源具有很大意义。在前寒武纪地层中,特别是在前寒武纪的燧石层中,已陆续发现了各种化学化石和微体化石,如南非距今37亿年的前寒武纪地层中发现有显示非生物起源和生物起源的中间性质的有机物质,距今32亿年的前寒武纪地层中发现有植物色素分解生成物植烷和姥鲛烷,这样的光合物说明那时生物已经开始进行光合作用。美国明尼苏达州距今27亿年的前寒武纪地层中,发现有现代蓝藻类念球藻(Nostoc)所含的特征物7~甲基17烷和8一甲基17烷,说明27亿年前就有和现代蓝藻类念球藻属相类似的蓝藻。研究前寒武纪地层中的化学化石和微体化石,对于探索生命起源具有特别重大的意义。
地外星体(如火星)上有无生命或是否曾出现过生命,是当今科学家们既感兴趣义觉困惑的一大难题。随着对陨石或从诸如火星等星球上获取的“岩石”或“士壤”材料中有机大分子或化石有机大分子的存在与否的测试和研究,这一科学问题一定能得到最终的结论。
5.古生物是重建古环境、古地理和古气候的可靠依据
各种生物生活在特定的环境中,生物的身体结构和形态能反映生活环境的特征,如现代的珊瑚、腕足类、头足类、棘皮动物等是海洋巾的生物,河蚌类、鳄类则是河流或湖泊淡水生物,松柏类、马类为陆地生物。陆生植物和海洋生物的脂肪酸的组成有别。大多数生物活动痕迹出现在滨海或湖泊、河流近岸地带。现代海洋中藻类生活的海水深度常随种类不同而深浅不一,如绿藻和褐藻生长于沿岸的上部,水深20一30米处以褐藻为主,80一200米处则以红藻为最多。贝壳滩形成于海滨或湖滨。化石的定向排列或定向弯曲指示着化石埋非时的水流方向,再沉积的化石指示了水下或风暴搬运等活动。现代珊瑚生长在水温18℃以上阳光充足的海水中。猛玛象是一种生活丁寒冷气候下的生物。由植物形成的厚层煤, 一般标志着‘种湿热的气候。生物的形态结构(珊瑚的生长环,双壳纲的生长层,树术的年轮,叠层石的薄层理)记录了气候的季节性变化。生物(如箭石)中的氧同位素含量是可靠的温度计,而贝壳化石的蛋白质含量则反映古气候的湿度。化石生长线上还储存有生物产卵期和古风暴频率的信息。
因此,遵循“将今论古”的原则,可依据化石重建不同地质时代的大陆、海洋、深海、浅海、海岸线、湖泊、甚至河流的分布,了解水质的含盐度,大陆、湖泊、海洋底部地形。恢复占代的气候,揭示沧海桑田的古地理和古气候变迁历史。
6.古生物在沉积岩和沉积矿产的成因研究中有着广泛的应用
有些沉积岩和沉积矿产本身是生物直接形成的。如煤是由大量植物不断堆积埋葬变成的,石油、油页岩等矿产的形成直接与生物有关系。很多碳酸盐岩油田与生物礁相关,硅藻土由人量的硅藻硬壳堆积而成,有孔虫石灰岩由有孔虫形成,介壳石灰岩由贝壳形成,藻类灰岩由藻类形成。动植物的有机体还常富集诸如铜、钴、铀、钒、锌、银等成矿元素。现代海水的铜含量仅有O 001%,但不少软体动物和甲壳动物能大量地浓缩铜。古代含有浓缩矿物元素的古生物大量死亡、堆积、埋葬,有可能形成重要的含矿层。细菌在很多方面影响沉积作用,是一个重要的地质作用因素,也是地壳地球化学化学循环的一个重要环节。细菌化石的研究对沉积岩和沉积矿产的成因研究非常重要。
中国所有大、中型煤田、油田、油气田、甚至沉积铁矿等能源和沉积矿床的勘探与开发。均离不开古生物学的研究和指导作用。
7.古生物的发展历史为人类提供了保护地球的借鉴
生物的起源、发展和演化经历了漫长和极端艰难坎坷的历程。根据化石记录,科学家们目前已经发现,地质历史时期地球上曾发生过六次大的和无数次中、小的生物灭绝(集群灭绝)事件。六次大的生物灭绝事件发生的时间从老到新为:寒武纪末、奥陶纪末、泥盆纪晚期、二叠纪末、三叠纪末和白垩纪末。
造成生物集群灭绝的原冈很多,如地外碰撞(地球以外的星体,如陨星,撞击地球)、火山活动、气候(变冷或变暖)、海进(海平面上升)、海退(海平面下降)和缺氧等。
每次大的灭绝事件,都能在相对短时期内造成全球生物80%~90%以上的物种灭绝。但是,少数生命力或逃逸能力强的物种能够通过忍受灾变造成的极端恶劣的环境或逃离灾区至异地避难而残存下来,同时,灾变引起的环境变化也给新物种的诞生创造了条件和机遇。生物集群灭绝事件期间幸存的和新乍的物种在灭绝事件后开始复苏和发展,并进而开创牛物演化的新阶段。因此,随着每次全球性的生物灭绝事件后,如奥陶纪初、泥盆纪末:叠末纪初、侏罗纪初和第三纪初,都伴随着生物的复苏和发展。
通过生物人灭绝的原凶和灭绝后的复苏的控制因素的研究,地质古生物工作者们将能揭示出更多的生物起源与演化的规律,并能为人类控制生态平衡和保护人类的家园——地球,提供大尺度的历史的和科学的借鉴。了解和掌握了远古生物的发展规律,并利用现代科学和技术,人类就能避免或推迟潜在的对人类有害的事件发生,或减轻或回避未来的生物事件对人类的影响。
『肆』 地质历史上发生的几次大的生物灭绝事件并分析原因 射射
1、奥陶纪大灭绝:发生在奥陶纪末期,距今约4.4亿年前。据统计,当时有三叶虫、笔石、腕足类动物、苔藓虫、众多的珊瑚等海生无脊椎动物100多个科、600多个属绝灭。分析其原因:认为在奥陶纪晚期全球气候明显分带,并发生了大规模的大陆冰盖和冰海沉积;此外,奥陶纪末期发生了大冰期,全球海平面大规模下降,出现了大规模的海退。也有人提出与古大西洋洋盆的扩张与收缩有关。
2、泥盆纪大灭绝:发生在泥盆纪晚期,距今约3.7-3.5亿年前。主要的造礁生物——造礁四射珊瑚和造礁海绵类动物完全消失,腕足类、鱼类、浮游藻类等物种大量灭绝。据统计,仅海生无脊椎动物共有100多科、约600个属灭绝。分析其原因:认为由于造山运动、海平面变化、缺氧事件,遗迹可能的天体撞击,造成全球性生物事件在泥盆纪内反复发生。主要表现在生物的突然绝灭和大量辐射,它们又多余标志缺乏氧气而形成的黑色岩密切相关。
3、二叠纪大灭绝:发生在二叠纪末期,距今约2.5亿年前。是公认的迄今已知的真个显生宙6亿年演化史上最大的灭绝事件。这次事件后,腔肠动物门珊瑚纲的四射珊瑚全部成员灭绝了、床板珊瑚大部分成员消亡了;原生动物门筳类完全灭绝了;软体动物头足类大部分物种消亡了,仅剩几个少有的物种衍生到三叠纪。腕足类的有铰纲几乎武安不灭亡;棘皮动物门中海蕾纲和海百合纲的3个目全部灭绝。陆生植物在这次事件中亦有大量消亡。据统计,仅海洋动物有200多个科灭绝,仅海洋无脊椎动物就有700个属灭绝。
发生在二叠纪末期的大灭绝事件,在生命演化史上的影响是明显的。产生原因至今尚未有完满的解释,已经提出的原因大致归纳为:海洋气候的变化,海水盐度的变化,地球地磁极倒转,宇宙射线的爆炸,超新星的爆发,小星体的陨击等。不过,造山运动的影响、大规模海平面的变化、气候的分异和变化的综合作用,似乎是二叠纪大灭绝的直接起因。
4、三叠纪大灭绝:发生在二叠纪末期,距今约2.08亿年前。在这一时期里,牙形石类全部灭绝,菊石、海绵动物、头足类动物、腕足动物、昆虫及陆生脊椎动物中的多个门类,都走到了进化的终点。虽然这次大灭绝的损失相对较小,但它却腾出了许多“生态位”,为很多新物种的产生提供了有利条件,恐龙就是从此开始了它们统治大地的征程。
关于此次灭绝事件的起因很不清楚,按照惯例,很多人又将其归根于气候变化,特别是降雨的增加。不过同样是来自于西雅图华盛顿大学的P.D. Ward等通过分析三叠纪-侏罗纪分界期加拿大Queen Charlotte岛上的黑色页岩中碳同位素信息发现,在这一时期内,有机物生产力发生过剧烈的崩溃,与海洋浮游生物的突然灭绝事件相吻合。
5、白垩纪大灭绝:发生在白垩纪末期,距今约6500万年。它是显生宙以来,仅次于二叠纪大绝灭的第二大规模的灭绝事件。整纲、整目、整科的生物在此次大灭绝事件中消亡。完全灭绝的有:爬行动物的恐龙、鱼龙和翼龙类。软体动物的菊石类和固着蛤类。以及植物界的裸子植物。据统计,仅海洋动物灭绝的有100多个科,仅海洋无脊椎动物灭绝的约1000个属。
白垩纪末期是火山活动频繁的时期,是大西洋迅速开裂、地球各板块重新组合的时代。对于灭绝原因的解释,不少人归结为“宇宙说”,比较流行的是有外行星撞击地球说;也有人为是太阳黑子爆发、宇宙射线增加、超新星爆炸等天文事件。
『伍』 生物进化史上有哪些灭绝事件
科学家根据大量的统计资料,得出了一个以750万年作为新生代软体动物的“半衰期”。换句话说,生活于任何时期的半数左右的软体动物种在这个短暂的期间都注定要灭绝,即使它们没有遇到一次大的灾难也是如此。在北美洲的大西洋海岸,海水温度在最后一次冰期中急剧下降,那里的生物死亡率更高,生活于200万年前的种有一半以上消失了。一个种在生物历史中大约与人们的寿命在文明社会中一样地短暂。
在古生代与中生代、中生代与新生代的交替时期,都曾发生过大量的生物灭绝事件,那么,地质历史记录中的生物灭绝能告诉人们什么呢?
很多古生物学家都赞同进化的“小生境说”。地球上只有那么多的小生境,而且它们都被有限的生物物种占领了。一旦这些小生境被占有时,除非是有新的小生境形成,不然就会使进化减慢乃至停顿。当一场灾害发生而且消灭了许多小生境时,一场新的争夺良好环境的斗争又开始了,原有的小生境很快又被占领了。新来者是旧体制的存活者的后代。它们可能是被它们占领的小生境的最适合者,或者不是,但它们是最先到达的一批。这些先驱者的后代可能力求能更好地适应它们的小生境,并发展、演化成为一些很不同的“种族”,但是它们同属于一个“血统”,同一谱系,可能还会发生另一次革命,即另一次将自己部族断绝的灾难。
大自然中这种生物的进化方式似乎并不按照达尔文预言的方式“逐渐地”、“缓慢地”进行,倒像是某个突然有了创作灵感的作家那样,会连续工作,将自己的思想、观点急速地展示出来,在创作过程中,会删掉一些自己不满意之处,甚至全部都消除,然后重新开始。
这种不循常规的“创作”手法在生物演化史上的绝好证明,就是从中生代向新生代的突变过程。恐龙的死亡可使躲避、守候在旁的哺乳动物跃身登上历史舞台,甚至连海洋中单细胞的有孔虫动物群落也发生了更迭,一些科一级的种类绝灭了,为另外的科的发展提供了空间。这种情况似乎与一些科幻小说中所描写的情节差不多:中子弹爆炸,杀死了一批生物,而这些生物的居所(小生境)却完好无损。新来者并不是使原来的“居民”灭绝的罪犯,他们只不过是碰巧“漫步”来到了事发地点,在这个现成的“房子”里找到了栖身之处。古生代向中生代的过渡,方式也大体相同。古生代的最后一个时期——二叠纪过后,有95%的物种从地球上消失了,而恐龙与菊石从古生代末期灾难的“废墟”上兴起了。
科学家还没有找到寒武纪以前的大规模灭绝的化石记录。但是,证据的缺乏并不意味着具有骨骼的化石生物在寒武纪的突然出现是毫无原因的。一些国际著名的古生物学家、古生态学家在“小生境原理”的基础上提出了一个卓越的见解:将寒武纪初期发生的“爆炸式”进化解释为寒武纪末期生命全部毁灭的结果。
『陆』 地质史中的生物灭绝与现代生物多样性减少的异同点
历史上抄的是由于在进化的过袭程中一些物种不再适合环境,而被淘汰,就是达尔文的“适者生存,不适者被淘汰”。生物灭绝主要是自然因素。
现代的主要是由于人类对于自然环境的破坏,森林的砍伐,河流、海洋的污染,过度采集,对野生动物的滥捕滥杀等等,生物灭绝主要是认为的因素。
『柒』 地质历史以来发生的五次生物大灭绝的原因分别是什么~不需要太详细,概括即可。
在2.52亿年前,地球上究竟发生了什么?那时都有哪些生物?为什么后来都灭绝了?
1、奥陶纪大绝灭:发生在奥陶纪末期,距今约4.4亿年前。据统计,当时有三叶虫、笔石、腕足类动物、苔藓虫、众多的珊瑚等海生无脊椎动物100多个科、600多个属绝灭。分析其原因:认为在奥陶纪晚期全球气候明显分带,并发生了大规模的大陆冰盖和冰海沉积;此外,奥陶纪末期发生了大冰期,全球海平面大规模下降,出现了大规模的海退。也有人提出与古大西洋洋盆的扩张与收缩有关。
2、泥盆纪大绝灭:发生在泥盆纪晚期,距今约3.7-3.5亿年前。主要的造礁生物——造礁四射珊瑚和造礁海绵类动物完全消失,腕足类、鱼类、浮游藻类等物种大量绝灭。据统计,仅海生无脊椎动物共有100多科、约600个属绝灭。分析其原因:认为由于造山运动、海平面变化、缺氧事件,遗迹可能的天体撞击,造成全球性生物事件在泥盆纪内反复发生。主要表现在生物的突然绝灭和大量辐射,它们又多余标志缺乏氧气而形成的黑色岩密切相关。
3、二叠纪大绝灭:发生在二叠纪末期,距今约2.5亿年前。是公认的迄今已知的真个显生宙6亿年演化史上最大的绝灭事件。这次事件后,腔肠动物门珊瑚纲的四射珊瑚全部成员灭绝了、床板珊瑚大部分成员消亡了;原生动物门筳类完全灭绝了;软体动物头足类大部分物种消亡了,仅剩几个少有的物种衍生到三叠纪。腕足类的有铰纲几乎武安不灭亡;棘皮动物门中海蕾纲和海百合纲的3个目全部灭绝。陆生植物在这次事件中亦有大量消亡。据统计,仅海洋动物有200多个科绝灭,仅海洋无脊椎动物就有700个属灭绝。
发生在二叠纪末期的大绝灭事件,在生命演化史上的影响是明显的。产生原因至今尚未有完满的解释,已经提出的原因大致归纳为:海洋气候的变化,海水盐度的变化,地球地磁极倒转,宇宙射线的爆炸,超新星的爆发,小星体的陨击等。不过,造山运动的影响、大规模海平面的变化、气候的分异和变化的综合作用,似乎是二叠纪大绝灭的直接起因。
4、三叠纪大绝灭:发生在二叠纪末期,距今约2.08亿年前。在这一时期里,牙形石类全部灭绝,菊石、海绵动物、头足类动物、腕足动物、昆虫及陆生脊椎动物中的多个门类,都走到了进化的终点。虽然这次大灭绝的损失相对较小,但它却腾出了许多“生态位”,为很多新物种的产生提供了有利条件,恐龙就是从此开始了它们统治大地的征程。
关于此次灭绝事件的起因很不清楚,按照惯例,很多人又将其归根于气候变化,特别是降雨的增加。不过同样是来自于西雅图华盛顿大学的P.D. Ward等通过分析三叠纪-侏罗纪分界期加拿大Queen Charlotte岛上的黑色页岩中碳同位素信息发现,在这一时期内,有机物生产力发生过剧烈的崩溃,与海洋浮游生物的突然灭绝事件相吻合。
5、白垩纪大绝灭:发生在白垩纪末期,距今约6500万年。它是显生宙以来,仅次于二叠纪大绝灭的第二大规模的绝灭事件。整纲、整目、整科的生物在此次大绝灭事件中消亡。完全绝灭的有:爬行动物的恐龙、鱼龙和翼龙类。软体动物的菊石类和固着蛤类。以及植物界的裸子植物。据统计,仅海洋动物灭绝的有100多个科,仅海洋无脊椎动物绝灭的约1000个属。
白垩纪末期是火山活动频繁的时期,是大西洋迅速开裂、地球各板块重新组合的时代。对于绝灭原因的解释,不少人归结为“宇宙说”,比较流行的是有外行星撞击地球说;也有人为是太阳黑子爆发、宇宙射线增加、超新星爆炸等天文事件。
『捌』 生命的起源,生物的进化,生物的灭绝与环境的关系
遗传物质的变异是进化的内因,环境对遗传物质的变异起到诱发与筛选的作用,进化后的生物对环境又有反作用。
具体:
1 遗传物质的变异是进化的内因
自然界存在数亿种生物,它们形态各异,种类纷繁,生物的多样性,主要就是遗传物质不同造成的。同一物种遗传物质的相对稳定性保证了该物种的稳定性和连续性。而遗传物质的变异为生物进化提供了可能性。
1.1 基因突变和染色体畸变
中性学说在对生物大分子的量化分析后认为,基因随时会产生大量的中性突变。对于编码蛋白质的结构基因而言,当三联体密码中的 1 个核苷酸(尤其是第 3 位)发生置换往往不会使氨基酸类型发生改变。蛋白质的保守性替换又指出,即使改变了个别氨基酸残基,但该残基是在可变区域内这种变化也并不影响生命体的生存价值。此外,结构基因只是整体 DNA 序列中的小部分,还有大量不编码蛋白质的序列,如调节基因、重复序列、内含子、假基因和退化基因等。由此,木村资生( Motto.Kimura )等人结论生物进化在分子水平上起主导因素的是那些对生物生存即不有利,又无害的“中性”基因。但如何界定“绝对”的中性突变,仍然是一个复杂的问题。调节基因、内含子、重复基因、假基因等非编码蛋白质基因虽然不直接指导蛋白质的合成,但它们与各种环境因素相结合通过调节转录,翻译的过程来发挥作用。有研究表明:由猿到人的变化,主要是调节基因的变化,不是结构基因的变化 [1] 。许多实验证据也支持了 Gilbert 提出的关于内含子功能的假说,认为结构基因是通过内含子序列之间的重组,将外显子聚集在一起而产生的,即内含子是原初基因重新组合过程的残留物。此外,就目前人们的认识来看,内含子还具有影响基因的表达调控;调控 RNA 的剪接;编码特定的蛋白质;保护基因家族等功能 [2] 。同属于重复基因的 rRNA 和 tRNA 在蛋白质翻译中也具有各自的功能。假基因可通过接受邻近功能基因的片段或者由于功能基因移动而获得功能。假基因与功能基因之间发生外显子交换的例证已在小鼠 ψ a3 中有所发现 [3] 。一些单个核苷酸被置换后,也许不能改变氨基酸的类型,但它通过化学键对邻近核苷酸的作用是不容忽视的。它能改变邻近核苷酸的置换率。因此,我认为将一些基因突变定义为绝对中性是欠妥当的。
染色体畸变包括染色体结构和数目的变化,它与基因突变一样在进化中占有重要的位置。染色体畸变牵涉到 DNA 分子上较大范围内的变化,影响基因间的连锁和交换,改变基因表达的方式,产生生殖隔离机制,加速物种分化的过程等。
1.2 基因重组
病毒的进化很难用渐进突变累积来解释,病毒与宿主或其它病毒之间的基因重组引起的飞跃式突变起了很大的作用 [4] 。事实上,在微生物间由于转化、接合和转导引起的基因重组发生的频率比基因突变高达一万倍 [5] 。由此可见,基因重组是病毒及微生物进化的一种主要方式。对于高等生物来说通过食物摄入,有性生殖,微生物介导也能获得外源核酸,为基因重组提供必须的物质要素。张光明等人 [6] 提出微生物能有效介导基因重组,从原核生物到真核生物中广泛存在的转座作用可能是微生物介导的基因重组的一种重要方式。微生物先感染一种生物,携带上该种生物的遗传物质,再感染另一种生物,将所携带的遗传物质转移到另一种生物的基因组中。因为另一种生物本身已具有完善稳定的遗传机制,这种基因重组获得表达并固定下来的机率并不是很大,但不可否认基因重组在生物进化中起着重要作用。
2 环境对遗传物质变异的诱发与筛选作用
从生态学的角度来说,任何生物都生存在总体稳定又时时处于变化之中的生态环境中,与环境存在物质、能量、信息的交流。环境是生物进化的外因,它诱导遗传物质发生变异,又对其进行筛选,经过时间的积累达到生物的进化。这里指的环境包括生物环境和非生物环境,宏观环境和微观环境是指所有对研究主体有影响的外界因素。
2.1 环境诱发遗传物质变异
就化学环境而言,生物体从环境中摄入各种物质,经分解、吸收作用后,送入细胞中,这些物质中的某些化学成分与元素可能会与遗传物质的组成物发生反应,或使遗传物质的结构发生变化。某些化学物质直接作用于生物体的表面,也可能引起表面细胞的破坏,并使遗传物质发生变异。
物理环境能引起遗传物质变异的最主要因素是射线。生物生活在地球上,无时无刻不受宇宙射线和地球上的放射性物质发出的射线的照射。科学家作了统计,一个人一年平均受的射线照射在人体中可把大约十亿个分子的化学键打开。 DNA分子在人体中所占比例很小,计算结果,每年每人平均损伤约200个DNA分子 [7] 。若生物偶然接触到能量更大的射线则引起突变的机率更大。
现在,许多科学家利用遗传工程技术,将 DNA上的某些片段人为的进行改变,培育出有利于生产经济的新品种。进行了转基因改造的动植物及微生物若被推广,则为该种生物的进化提供了一定的物质可能性。新品种与近源野生种的杂交,有可能使人为改造过的基因片段得到传播,并且固定下来。这在植物中更为常见。也可以说这是人为环境对生物进化的影响。微生物介导的基因重组而使生物进化,则是自然的生物环境使遗传物质发生变化。
获得性状是否能遗传一直是生物进化研究中争论的焦点。如果获得性状可遗传,就可以进一步说明环境可引起遗传物质变异。生物学家已发现了不少获得性遗传的实例。例如,当用一种酶把枯草杆菌的细胞壁去除后,在特定的生长条件下,它们可以继续繁殖,后代也是无壁的,并且这种状态可以稳定地遗传下去,只有把它们放在另外的一种生长条件下,细胞壁才会重新生长出来 [8] 。逆转录酶的发现,也证实了获得性是有遗传可能性的。“生命环境均衡论”的学者们认为 :如果生活的环境条件改变了,生活也就发生改变,那么,动植物将采取适应其生活的性状,并且在这种性状永存的情况下,遗传因子也与之相应发生变化。但是必须经过地质时代这样漫长的时间单位。越来越多的证据证明获得性是可遗传的,但并不能认为获得性遗传是生物进化的主要方式。因为在环境条件未发生剧烈变化的很长时期,生物进化的脚步并没有完全停止。生物进化是许多因素共同作用的结果,归根到底都必须是遗传物质发生了改变,只有这样变异才能一代一代延续下去,。环境只能是进化的外因。
此外,有些科学家认为多数突变是自发的,完全随机的,这种看法不全面。 DNA链处于细胞中,它必然生活在细胞内环境中。氨基酸残基的脱落、置换、加入无不伴随着肽键的断裂,这就需要能量和物质的交流,这一系列变化都与细胞内环境密切相关。
2.2 环境对遗传物质的筛选
在分子水平上环境对遗传物质的自然选择是有建设性作用的 .DNA链上的某一位点是处在其它基因位点的包围之中的,如果这一位点发生了变异要受到此位点周围其它基因的约束和干预。此外还要受到细胞核内环境中各种化学物质和染色体上组蛋白(只有真核生物具有)与非组蛋白的调控。总之,在一个新基因型进化初期,将选取提高个体适合度的有利突变。日本的太田(Ohta,1979)说,在分子水平上自然选择的主要作用是保持一个分子的现有机能,使它免受有害突变的影响 [8] 。
当遗传物质的变异通过了分子水平的自然选择后,还要接受更高级别的检验。不管 DNA上的突变位点是直接指导蛋白质合成,还是间接调控、影响转录和翻译的过程,绝大多数遗传物质的变异终究体现在蛋白质的变化上。多肽链上一个或多个氨基酸残基的变化可能影响蛋白质的空间构象及功能。多肽链在折叠时追求能量最低原则,完全折叠后的肽链要使它的空间构象有利于其功能的更好发挥。如果氨基酸残基的改变引起了蛋白质功能的变化,那改变后的蛋白质所发挥的功能将使生物体能更好地适应环境,提高其生存能力。以上就包括了细胞水平的自然选择,及蛋白质在发挥功能时与其功能相关的组织、器官水平的自然选择。这些选择将对由遗传物质变异引起的蛋白质变化进行筛选。
当遗传物质的变异最终体现在表型的差异上时,环境的作用就类似于达尔文所提出的自然选择理论了。只是根据现代生物进化理论,自然选择对象不是个体,而是种群。自然选择的价值在于种群基因库中基因频率的变化状况。
前面提到过有些突变似乎是中性的,没有任何意义。但当环境条件改变时,很有可能这些突变就不再是“中性”的了 [9] 。这些储备突变在环境条件发生改变时才有机会表达。近年来一些实验表明,存在着以热休克蛋白 HSP90为代表的一些分子机制,能够在一定程度上隐藏基因突变造成的表型变化 [10] 。也就是说,环境可以选择一些突变,让其表达,而让另一些暂时隐藏起来。通过这些隐藏的后备突变,个体有更大的机会适应变化的环境。
3 生物进化后对环境的反作用
约在 27亿年前,出现了含有叶绿素,能进行光合作用,属于自养生活的原始藻类,如燧石藻、蓝绿藻等。这些藻类进行光合作用所释放的氧,进入大气后开始改变大气的成分 [11] 。大气中游离氧的出现和浓度不断增加,对于生物来讲有极重要的意义。生物的代谢方式开始发生根本改变,从厌氧生活发展到有氧生活。代谢方式的改变打打出进了生物的进化发展。约在10~15亿年前出现了单细胞真核植物,以后逐渐形成多细胞生物,并开始出现了有性生殖方式。由此可见,生物的进化对环境有着极强的反作用,引起环境发生改变。而改变了的环境条件对生物进化的方向又有指导意义。人类有极强的改造自然和利用自然的能力。人类对自然环境的影响比任何一种生物都大。
起源和灭绝也都是生物不适应环境,被环境所淘汰的结果.
其实它们和进化是一回事,只不过是结果不同.
希望对你有帮助.
『玖』 地质历史时期的生物大爆炸和生物大灭绝事件综述
地质历史时期最大规抄模的生物灭绝事件就发生在二叠纪末期,有统计显示,地球上90%以上的海洋生物物种和75%左右的陆地生物物种在这一时期全部都灭绝。
到了二叠纪末,四射珊瑚、蜓、钙质海绵、腕足类、三叶虫等固着海底、被动摄食的门类相继消亡或大量消减,生物礁生态系统全面崩溃、碳埋藏全面停止。在陆生生物中,石炭纪—二叠纪植物群以蕨类为主,在滨海沼泽地带形成森林,但至二叠纪末快速消亡,被矮小的裸子植物代替。四足类的脊椎动物在晚石炭世出现,二叠纪迅速发展成为最有代表性的陆生动物,在晚二叠世曾出现身长达5~6米的、像哺乳类的爬行类动物——兽孔类。但至二叠纪末,63%的四足类的科迅速灭绝。