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显生宙简介

  显生宙

  Phanerozoic Eon

  这一时期经多次地壳运动和气候变化,岩石圈水圈大气圈生物圈不断发展,演化为现今面貌。G.H.查德威克将全部地质时代分为两部分,寒武纪以前称为隐生宙,寒武纪到第四纪称为显生宙。隐生宙因已划分为太古宙元古宙,这一名称趋向弃而不用。而显生宙则仍作为最大的地质年代单位。显生宙形成的地层称为显生宇

显生宙生物进化

  显生宙,指“看得见生物的年代”。

  自570百万年前,寒武纪始,生物逐渐向较高级的发展阶段进化,动物已具有外壳和清晰的骨骼结构,故称显生宙。显生宙时期,就是从570百万年直到现在。

  显生宙以来发生的生物进化事件主要是以多细胞动、植物出现为开始;在显生宙的生物进化舞台上的主角,已经不再是章细胞的原核生物(主要指细菌和澡类植物)的天下,在显生宙的初期(古生代)就出现单细胞的真核生物。因此人们又把多细胞动、植物等真核生物出现以后的地质时代称为显生宙。

  真核生物(eukaryotes):是所有单细胞或多细胞的、其细胞具有细胞核的生物的总称。包括所有多细胞生物——原生生物、动物、植物、真菌,以及一些单细胞的原生生物。真核生物的另一个特点是它们的细胞在制造蛋白质时可以用同一段基因制造不同的蛋白质。这个功能在术语中被称为选择性剪接。所有的真核生物在生物分类学上,又可称为真核生物域,是生物分类的三域系统中之一,包括真菌界、植物界和动物界。

  三域系统:三域系统是由Carl Woese在1990年提出的生物分类,将原核生物分成了两大类,起初称为真细菌古细菌。Woese依据16SrRNA序列上的差别,认为这两组生物和真核生物从一个具有原始遗传机制的共同祖先分别进化而来,因此将三者各划为一类,作为比界高的分类系统,称作“域”(Domain)或者“总界”(Superkingdom)。目前这三域分别命名为细菌域古菌域真核域

  细菌域(Bacteria):细菌域包括细菌放线菌蓝细菌、各种除古菌以外的其他原核生物。

  古菌域(Archaea):古菌在生物分类学上分的一个总称。古细菌(古菌)是原核生物中的一大类。它们既与细菌(真细菌)有很多相似之处,同时另一些特征相似于真核生物。从rRNA进化树上,古菌分为两类,泉古菌(Crenarchaeota)和广古菌(Euryarchaeota)。另外未确定的两类分别由某些环境样品和2002年由KarlStetter发现的奇特的物种纳古菌(Nanoarchaeumequitans)构成。Woese认为细菌、古菌和真核生物各代表了一支具有简单遗传机制的远祖生物的后代。这个假说反映在了“古菌”的名称中(希腊语archae为“古代的”)。随后他正式称这三支为三个域,各由几个界组成。这种分类后来非常流行,但远祖生物这种思想本身并未被普遍接受。一些生物学家认为古菌和真核生物产生于特化的细菌。然而﹐RNA树有可能将进化太快的类群放错位置(比如微孢子虫)。有人认为生物的根应该在真细菌之内﹐很多真细菌的类群在古细菌之前分支出来﹐很晚古细菌和真核生物才彼此分开。

  古菌和真核生物的关系仍然是个重要问题。除掉上面所提到的相似性,很多其他遗传树也将二者并在一起。在一些树中真核生物离广古菌比离泉古菌更近,但生物膜化学的结论相反。然而,在一些细菌,(如栖热袍菌)中发现了和古菌类似的基因,使这些关系变得复杂起来。一些人认为真核生物起源于一个古菌和细菌的融合,二者分别成为细胞核和细胞质。这解释了很多基因上的相似性,但在解释细胞结构上存在困难。目前有22个古菌基因组已经完全结束了测序,另外15个的测序工作正在进行中。

  真核域(Eukarya):又称,真核生物域(或称真核生物总界),是真核生物所属的一个生物总称。

  真核域:动物界(Animalia)、真菌界(Fungi)、变形虫界(Amoebozoa)、植物界(Plantae)、有孔虫界(Foraminiferacommunity),这是能够在百度上到2009-12-30为至搜索到的最新分类,也有一部分人把真核生物域分为四界:原生生物界、真菌界、植物界、动物界)。由于真核生物与古菌在一些生化性质和基因相关性上具有一定相似性,因此有时也将这两者共同归于Neomura演化支(总域:Neomura 域)。

  随着研究的进展,分类层次不断增加,单元上下可以附加次生单元,如总纲(超纲)、亚纲、次纲、总目(超目)、亚目、次目、总科(超科)、亚科等等。此外,还可增设新的单元,如股、群、族、组等等,其中最常设的是族,介于亚科和属之间。

  种是最小的生物单位。生物的相同科目越多,共同点也越多。

  分类系统是阶元系统,通常包括七个主要级别:种、属、科、目、纲、门、界。种(物种)是基本单元,近缘的种归合为属,近缘的属归合为科,科隶于目,目隶于纲,纲隶于门,门隶于界。

  生物的具体分类层次:总界(域)、界门、亚门、总纲、纲、亚纲、总目、目、亚目、、次目、总科、科、亚科、族、属、亚属、种、亚种。

  例如,现代人类中的一个黄色人种,就是可以分为:真核生物域—→动物界—→脊索动物亚门—→脊椎动物总纲(超纲)—→哺乳纲—→兽亚纲—→真兽次亚纲—→灵长总目(超目)—→真灵长半目—→直鼻猴亚目—→人猿次目—→狭鼻下目—→真狭鼻小目—→人超科(总科)—→人科—→人亚科—→人族—→人属—→人亚属—→智人种—→现代人种—→黄色人种(蒙丁利亚人种)。

  1969年美国学者魏泰克(Whitaker)也曾提出过五界分类法:原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界、动物界。

  目前,原生生物界(Protista)是真核生物域中的一界。

  真核原生生物界的生物都是有细胞核的,且几乎是单细胞生物。某些真核原生生物像植物:如矽藻(diatom);某些像动物:如变形虫(amoeba)、纤毛虫(ciliate);某些既像植物又像动物,如:眼虫(euglena)。

  原生生物,包括藻类(没有归类为原核生物域中的生物)和原生动物等。他们是由原核生物进化来的,是真核生物中最原始的类群。早期藻类是植物的祖先,早期的原生动物是动物的祖先,所以人们对生物进行分类时,常把藻类归于植物界,把原生动物归于动物界。在原生生物中,藻类的数量多,分布广,与人类的关系也最为密切。原生动物是像动物一样的原生生物,它们会四处移动寻找食物。有些原生动物会利用长长的鞭毛,或以改变身体形状的方式来移动

  真核细胞与原核细胞的主要区别是:1真核细胞具有由染色体、核仁、核液、双层核膜等构成的细胞核;原核细胞无核膜、核仁,故无真正的细胞核,仅有由核酸集中组成的拟核。2真核细胞的转录在细胞核中进行,蛋白质的合成在细胞质中进行,而原核细胞的转录与蛋白质的合成交联在一起进行。3真核细胞有内质网、高尔基体、溶酶体、液泡等细胞器,原核细胞没有。4真核生物中除某些低等类群(如甲藻等)的细胞以外,染色体上都有5种或4种组蛋白与DNA结合,形成核小体;而在原核生物则无。5真核细胞在细胞周期中有专门的DNA复制期(S期);原核细胞则没有,其DNA复制常是连续进行的。6真核细胞的有丝分裂是原核细胞所没有的。7真核细胞有发达的微管系统,其鞭毛(纤毛)、中心粒、纺锤体等都与微管有关,原核生物则否。8真核细胞有由肌动、肌球蛋白等构成的微纤维系统,后者与胞质环流、吞噬作用等密切相关;而原核生物却没有这种系统,因而也没有胞质环流和吞噬作用。9真核细胞的核糖体为80S型,原核生物的为70S型,两者在化学组成和形态结构上都有明显的区别。10真核细胞含有的线粒体,为双层被膜所包裹,有自己特有的基因组、核酸合成系统与蛋白质合成系统,其内膜上有与氧化磷酸化相关的电子传递链。11真核生物细胞较大,一般10~100纳米,原核生物细胞较小,大约1~10纳米。12真核生物一般含有细胞器(线粒体和叶绿体等),原核生物的细胞器没有膜包裹。13真核生物新陈代谢为需氧代谢(除了amitochondriats),原核生物新陈代谢类型多种多样。14真核生物细胞壁由纤维素或几丁质组成,动物没有细胞壁,原核生物真细菌中为肽聚糖。15真核生物动植物中为有性的减数分裂式的受精、有丝分裂,原核生物通过一分为二或出芽生殖、裂变。16真核生物遗传重组为减数分裂过程中的重组,原核生物为单向的基因传递。17真核生物鞭毛为卷曲式,主要由微管蛋白组成,原核生物鞭毛为旋转式,由鞭毛蛋白组成。18真核生物通过线粒体进行呼吸作用,原核生物通过膜进行呼吸作用。

  原核细胞功能上与线粒体相当的结构是质膜和由质膜内褶形成的结构,但后者既没有自己特有的基因组,也没有自己特有的合成系统。真核生物的植物含有叶绿体,它们亦为双层膜所包裹,也有自己特有的基因组和合成系统。与光合磷酸化相关的电子传递系统位于由叶绿体的内膜内褶形成的片层上。原核生物中的蓝细菌和光合细菌,虽然也具有进行光合作用的膜结构,称之为类囊体,散布于细胞质中,未被双层膜包裹,不形成叶绿体。

  最原始的真核生物的直接祖先很可能是一种异常巨大的原核生物,体内具有由质膜内褶而成的象内质网那样的内膜系统和原始的微纤维系统,能够作变形运动和吞噬。以后内膜系统的一部分包围了染色质,于是就形成了最原始的细胞核。内膜系统的其他部分则分别发展为高尔基体、溶酶体等细胞器。按照美国学者L.马古利斯等重新提出的“内共生说”(见细胞起源),线粒体起源于胞内共生的能进行氧化磷酸化的真细菌,而叶绿体则起源于胞内共生的能进行光合作用的蓝细菌。

  地球上的生命,从最原始的无细胞结构生物进化为有细胞结构的原核生物,从原核生物进化为真核单细胞生物,然后按照不同方向发展,出现了真菌界、植物界和动物界。植物界从藻类到裸蕨植物再到蕨类植物、裸子植物,最后出现了被子植物。动物界从原始鞭毛虫到多细胞动物,从原始多细胞动物到出现脊索动物,进而演化出高等脊索动物──脊椎动物。脊椎动物中的鱼类又演化到两栖类再到爬行类,从中分化出哺乳类和鸟类,哺乳类中的一支进一步发展为高等智慧生物,这就是人。

  显生宙分为古生代、中生代和新生代,其下又细分为多个纪,有寒武纪、奥陶纪志留纪泥盆纪石炭纪二叠纪三叠纪、侏儸纪、白垩纪第三纪第四纪,十一个纪。

  从距今约570百万年到250百万年,持续了320百万年(三亿二千万年)的时间分为了,显生宙——古生代。在古生代,动物群以海生无脊椎动物中的三叶虫、软体动物和棘皮动物最繁盛。在奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪,相继出现低等鱼类、古两栖类和古爬行类动物。鱼类在泥盆纪达于全盛。石炭纪和二叠纪昆虫和两栖类繁盛。古植物在古生代早期以海生藻类为主,至志留纪末期,原始植物开始登上陆地。泥盆纪以裸蕨植物为主。石炭纪和二叠纪时,蕨类植物特别繁盛,形成茂密的森林,是重要的成煤期。

  古生代的地壳运动和气候变化深刻影响自然环境的发展。早古生代的地壳运动在欧洲称加里东运动,在美洲称太康运动,在中国又称广西运动。此时古北美、古欧洲、古亚洲、冈瓦纳古陆及古太平洋、古地中海都已形成。晚古生代地壳运动在欧洲称海西(华力西)运动,在北美称阿勒盖尼运动,在中国又称天山运动。经过古生代地壳运动,世界许多巨大的褶皱山系出现,南方的冈瓦纳古陆和北方的劳亚古陆联合在一起,形成泛古陆(联合古陆:据推测,这一超级大陆约占地球表面积的一半。环绕联合古陆的原始大洋称泛大洋或联合古洋)。晚古生代在冈瓦纳古陆发生了大规模的冰川作用,大冰盖分布于古南纬60°以内的今南非、阿根廷等地,该冰川作用期即地质历史上的石炭——二叠纪大冰期。古生代的地层总称,显生宇——古生界。

  在寒武纪时,具有硬壳的动物第一次大量地出现,许多大陆都被浅海所泛滥,超大陆刚瓦那(Gondwana)则正在南极附近形成。寒武纪晚期,地球海陆分布图形成于前寒武世末期(大约距今六亿年前)的超大陆潘诺西亚(Pannotia),在古生代的时候开始四分五裂,一个新的海洋--巨神海(IapetusOcean)在劳伦西亚(Laurentia,北美)、波罗地(Baltica,北欧)和西伯利亚(Siberia)这几个古大陆之间扩张。超大陆冈瓦那(Gondwana)则在泛非褶皱带上组合而成当时最大的大陆,范围从赤道延伸到南极。

  在奥陶世时期,温暖的海水把石灰岩和盐岩沉淀在冈瓦那大陆的赤道地区(Australia澳洲、India印度、China中国与Antarctica南极洲),同时在冈瓦那大陆的南极地区(Africa非洲与SouthAmerica南美)则沉淀了冰河的沉积及冰漂的碎屑。

  古生代包括了寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪、二叠纪,六纪。又小分为早古生代和晚古生代,早古生代含:寒武纪、奥陶纪、志留纪;泥盆纪、石炭纪、二叠纪,又合称晚古生代。

  早古生代是海生无脊椎动物的发展时代。在早古生代海洋里生活着门类众多的生物。植物界以海藻为主。动物界出现了三叶虫和珊瑚、腕足类等。三叶虫是一种节肢动物,寒武纪是三叶虫的、全盛时代。到奥陶纪时出现了软体动物门的头足纲,主要生物门类还有笔石、腕足类、三叶虫等。最值得注意的是在志留纪中期出现了脊椎动物——鱼类和最早的陆生植物。

  例如:寒武纪的节肢动物三叶虫、奥陶纪的笔石和头足类、泥盆纪的珊瑚类和腕足类等。最早的脊椎动物无颚鱼也在奥陶纪出现。植物以水生菌藻类为主,志留纪末期出现裸蕨植物。

显生宙纪要

  郑州、西安、开封、广州等历史悠久的文化古城,在考古足底下的地层时,往往会发现从上到下依次有清、明、元、宋、唐的存积或遗迹。从远古至中古、近代到现代,历史一层盖过一层。

  地球也很类似,不同的地层反映不同的地质世纪。只不过因为无数次山翻地复、沧海桑田,未必有清晰的层次而已。地质历史分宙(或代)、纪、世、期。

  相应地层为界、系、统、层。

  冥古宙 + 太古宙 +元古宙持续约40亿年。显生宙持续约5·7亿年。不同资料年代有出入,甚至有数亿年之差,这是因为最古老的生命痕迹还有许多不确定因素。

  显生宙的上限一般定在生命大爆发开始,目前为5·7亿到6亿年前。

  显生宙含:古生代、中生代、新生代。

  古生代——距今约5·7亿年起到约2·5亿年前,持续约3·2亿年

  早古生代含:寒武纪、奥陶纪、志留纪。

  晚古生代含:泥盆纪、石炭纪、二叠纪。

  寒武纪5·7亿——5·1亿年。1836研究英国西部地质,罗马人统治时北威尔士山称寒武山。

  奥陶纪5·1亿——4·38亿年。1869英地质学家根据古代居住的民族名称命名。

  志留纪4·38亿——4·1亿年。名称来源于另一个威尔士古代当地民族。

  泥盆纪4·1亿——3·55亿年。1839将一套海成岩石层按地名命名,中文翻译为“泥盆”。

  石炭纪3·55亿——2·9亿年。1822研究英国地质发现稳定含煤炭地层而得名。

  二叠纪2·9亿——2·5亿年。地层上面是白云质灰岩、下面是红色岩层,中文翻译成“二叠”。

  中生代——距今2·5亿年起到6500万年前。持续约1·85亿年

  中生代含:三叠纪、侏儸纪、白垩纪。

  三叠纪2·5亿——2·05亿年。1834命名于德国西南部,那里有三套截然不同的地层。

  侏儸纪2·05亿——1·35亿年。德国和瑞士交界处有座侏罗山,1829前后发现有明显地层特征而命名。

  白垩纪1·35亿——6500万年。1822发现英吉利海峡两岸悬崖上露出白色沉积物,恰是当时制粉笔的白垩土而得名。世界大多地区该时期地层并不都是白色,如中国多为紫红色。

  新生代——约距今6500万年起到如今。新生代含:第三纪、第四纪。

  早期研究地史分原始纪、第二纪和第三纪。“第三纪”由意大利地质学家1779创用。原来也将新生代称为第三纪,1829研究法国地质时从第三纪中划出第四纪。

  第三纪6500万——160万年前。第三纪含:古新世、始新世、渐新世、中新世、上新世。

  第四纪(又称灵生纪、人类纪)约160万年前——今。第四纪的划分意见分歧较大,如中国约248万年前黄土开始沉积,气候和地质环境明显变化,应为第四纪始。第四纪含;更新世、全新世。

  更新世已是人类旧石器时代了,又可细分:早更新世、中更新世、晚更新世。

  全新世距今小于1·2万年,是地质史新生代7个“新世”划分的“满崽”了,此时中石器时代、新石器时代相继开始,人类使世界进入全新的时代。

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