第3章演化
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高中地理 第三章 地球的演化和地表形态的变化
地质年代地质年代（Geological Time）:地壳上不同时期的岩石和地层，（时间表述单位:宙、代、纪、世、期、阶；地层表述单位:宇、界、系、统、组、段)。
在形成过程中的时间(年龄）和顺序.地质年代可分为相对年代和绝对年龄（或同位素年龄）两种.相对地质年代是指岩石和地层之间的相对新老关系和它们的时代顺序。
地质学家和古生物学家根据地层自然形成的先后顺序,将地层分为5代12纪。
即早期的太古代和元古代(元古代在中国含有1个震旦纪），以后的古生代、中生代和新生代。
古生代分为寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪，共7个纪；中生代分为三叠纪、侏罗纪和白垩纪，共3个纪；新生代只有第三纪、第四纪两个纪.在各个不同时期的地层里,大都保存有古代动、植物的标准化石.各类动、植物化石出现的早晚是有一定顺序的，越是低等的，出现得越早,越是高等的，出现得越晚.绝对年龄是根据测出岩石中某种放射性元素及其蜕变产物的含量而计算出岩石的生成后距今的实际年数。
越是老的岩石，地层距今的年数越长。
每个地质年代单位应为开始于距今多少年前，结束于距今多少年前，这样便可计算出共延续多少年.例如，中生代始于距今2.3亿年前，止于6700万年前，延续1.2亿年.下页包括生物进化地质年代表大家知道按地层的年龄将地球的年龄划分成一些单位，这样可便于我们进行地球和生命演化的表述。
人们习惯于以生物的情况来划分，这样就把整个46亿年划成两个大的单元，那些看不到或者很难见到生物的时代被称做隐生宙,而将可看到一定量生命以后的时代称做是显生宙。
隐生宙的上限为地球的起源，其下限年代却不是一个绝对准确的数字，一般说来可推至6亿年前，也有推至5。
7亿年前的.从6亿或5。
7亿年以后到现在就被称做是显生宙。
绝对地质年代指通过对岩石中放射性同位素含量的测定,根据其衰变规律而计算出该岩石的年龄。
绝对地质年代是以绝对的天文单位“年”来表达地质时间的方法，绝对地质年代学可以用来确定地质事件发生、延续和结束的时间。
第3章—4营养器官变态及演化
5-2 茎与根的维管组织转变和连接
1.传统学说—根茎过渡区理论 一个二原型的根，它维管 柱的每一个木质束发生纵 向分裂，然后分枝分别向 左右两侧旋转，最终与韧 皮部相连接。
根茎过渡区的结构只有在初生 结构中才能观察到
连接
纵裂
根
转向
茎
2.子叶节区理论
这是谷安根等于1990年发表的，按该理论,双子叶 植物的幼苗形态应该分成上胚轴-苗区、子叶节区和 下胚轴-根区等三个区。从系统发育来看,茎出现在前, 而根发生在后;从个体发育来看,早在心形胚期便出现 了活跃的苗端与不活跃的根原基,待胚进一步发育,出 现明显的胚轴后,在两者之间便存在一个保守的子叶节 区.后来由子叶节区下部产生下胚轴及其末端的根,下 胚轴是“子叶节区-根过渡区”.子叶节区上部和中部, 即于二子叶迹汇合处的上方,保留有分生组织性组织, 即“子叶节区-茎过渡区”.因此, 茎的初生维管组织的 发生与演化与下胚轴无关。应采取用以子叶节区为中 心向上、下(苗端和根端)进行研究与描述的新途径.子 叶节区理论认为,研究被子植物中柱演化必须与顶枝理 论相结合,而且其演化过程尚与原形成层分化成后生木 质部的分化方向具有十分密切的关系.
• 茎和根是相互连续的结构，共组成植物体的 轴
• 在植物幼苗时期的茎和根相连接的部分，出 现双方各自特征性结构的过渡，称为根茎过 渡区
• 过渡区在1mm到几cm之间，过渡区一般发生 在胚根下胚轴的基部、中部或上部，终止与 子叶节
• 在过渡区表皮皮层都是直接相连的，但维管 组织有一个改组和连接的过程
• 根到茎的维管组织将发生转变和相互连接， 这个过程发生在过渡区内
水生根
攀缘根
红树的支柱根和呼吸根 1．支柱根 2．呼吸根
4-3 茎的变态
chapter-03
起的质量损失 高光度恒星通常有很强的星 风～10−6−10−4 M⊙yr−1 如沃尔夫-拉叶(WR)星。 演化过程 O型星→蓝超巨星→（红超巨 星）→WR星→Ib/Ic型超新星 →中子星/黑洞
Nebula M1-67 around star WR124
小结
不同初始质量恒星的演化结局
3. 超新星 (Supernovae) 和超新星遗迹 (Supernova Remnants) II/Ib/Ic型超新星—高质量恒星在演化末态发生的 剧烈爆炸。
星系M 51中的SN 1991T
特征：
光度L～107-1010 L⊙， Lf /Li ～ 108 爆发能E～1047-1052 ergs（其 中 中 微 子占 99% ，动 能占 1% ，可见光辐射占0.01%） 膨胀速度v～103-104 kms-1
不同质量主序星的演化时标
M (M⊙) tn (yr) 30 2×106 15 107 1.0 1010 0.5 6×1010
主序星的内部化学 组成的变化
随着核反应的进行，核 心区的H元素丰度逐渐 减小，直至枯竭，全部 转变成He。
演化路径 (Evolutionary Track)
核反应4 H → 4He →核心区粒子数n↓→Pc↓ → 核心收缩R c↓ R → 核心区温度Tc↑，核反应 产能率ε↑ → 光度L↑ → 包层压力P↑ → 恒星半径R↑ 主序带：主序星从核心H 燃烧开始到结束在H-R图 上占据的带状区域
(2) 热时标 (thermal timescale) 恒星辐射自身热能的时间，或光子从恒星内部到 达表面的时间。 tth ＝ (0.5GM2/R)/L ≈ (2×107 yr) (M/M⊙)2 (R/R⊙)−1 (L/L⊙)−1 (3) 动力学时标 (dynamical timescale) 如果恒星的内部压力突然消失，在引力作用下恒 星坍缩的时间。 td ＝ R/V ≈ (R3/GM)1/2 ≈ (27 min) (R/R⊙)3/2(M/M⊙)−1/2
Nebula M1-67 around star WR124
小结
不同初始质量恒星的演化结局
3. 超新星 (Supernovae) 和超新星遗迹 (Supernova Remnants) II/Ib/Ic型超新星—高质量恒星在演化末态发生的 剧烈爆炸。
星系M 51中的SN 1991T
特征：
光度L～107-1010 L⊙， Lf /Li ～ 108 爆发能E～1047-1052 ergs（其 中 中 微 子占 99% ，动 能占 1% ，可见光辐射占0.01%） 膨胀速度v～103-104 kms-1
不同质量主序星的演化时标
M (M⊙) tn (yr) 30 2×106 15 107 1.0 1010 0.5 6×1010
主序星的内部化学 组成的变化
随着核反应的进行，核 心区的H元素丰度逐渐 减小，直至枯竭，全部 转变成He。
演化路径 (Evolutionary Track)
核反应4 H → 4He →核心区粒子数n↓→Pc↓ → 核心收缩R c↓ R → 核心区温度Tc↑，核反应 产能率ε↑ → 光度L↑ → 包层压力P↑ → 恒星半径R↑ 主序带：主序星从核心H 燃烧开始到结束在H-R图 上占据的带状区域
(2) 热时标 (thermal timescale) 恒星辐射自身热能的时间，或光子从恒星内部到 达表面的时间。 tth ＝ (0.5GM2/R)/L ≈ (2×107 yr) (M/M⊙)2 (R/R⊙)−1 (L/L⊙)−1 (3) 动力学时标 (dynamical timescale) 如果恒星的内部压力突然消失，在引力作用下恒 星坍缩的时间。 td ＝ R/V ≈ (R3/GM)1/2 ≈ (27 min) (R/R⊙)3/2(M/M⊙)−1/2
第3章 平面连杆机构
3－2 平面四杆机构的基本特征
3.2.5 运动连续性
运动连续性是指连杆机构在运动过程中能否依次实现给 定的各个位置。
错序不连续 错位不连续
3－3 平面四杆机构的演化
3.3.1 转动副演化为移动副 改变构件的形状的运动尺寸
3－3 平面四杆机构的演化
曲柄滑块机构转化为双滑块机构
3－3 平面四杆机构的演化
一个设计过程：已知条件→构件尺寸 两类基本问题：实现给定运动规律 实现给定运动轨迹 已知条件：运动条件、几何条件、动力条件。
三种设计方法：
图解法 解析法 实验法
简明易懂，精确性差。 精确度好，计算繁杂。 形象直观，过程复杂。
3－4 平面四杆机构的设计
3.4.1 图解法设计平面四杆机构 1.按给定连杆位置设计四杆机构
1、曲柄摇杆机构
缝 纫 机 脚 踏 板 机 构
3－1 平面四杆机构的基本类型及应用
1、曲柄摇杆机构
跑 步 机
3－1 平面四杆机构的基本类型及应用
1、曲柄摇杆机构
自 动 送 料 机 构
3－1 平面四杆机构的基本类型及应用
2、双曲柄机构 特征：两个曲柄。 作用：将等速回转转变为等速 或变速回转。如图所示惯性筛 特例：平行四边形机构
δ
c
a
R R
1
n
3
R n / p ( P n 1 m ) / 2P
2 2 2 2
0
d
D
cos R1cos R2 cos( ) R3
A
0
x
将三组已知位置代入以上公式，确定出选定曲柄长度a，则b、c、d。 设计出所需四杆机构
3－4 平面四杆机构的设计
第3章 麂属动物的遗传变异和进化
第3章麂属动物的遗传变异和进化麂属动物（Muntiacus）的细胞遗传学一直是国内外研究的热门课题，赤麂2n＝6 ♀，7♂，是哺乳动物中已知染色体数目最少的种类。
麂属的不同种间染色体数目差异很大，其变异幅度远远超过哺乳动物中其他的属。
不同的种具有不同的核型特征，其演化过程很有规律。
在80年代后期，通过核型多态的研究又发现了一个新种——贡山麂（M．gongshanensis）（施立明，马彩霞 1988）；去年以来，又有证据表明在越南、老挝边境地区又发现了两个新种，这在大型哺乳动物中是绝无仅有的。
3．1 贡山麂的新核型我们在开展中国麂属动物染色体进化与分子进化研究中，发现1只来自云南贡山县的雄性麂，无论其外部形态、头骨结构或核型特征，都与已知的5种麂有明显的不同。
为此，我们又在该地区捕获了1只雄性麂，进行了染色体制片和细胞遗传学观察，认为是一个新种。
这一看法得到了后来形态学研究的证实（马世来等 1990）。
说明了遗传学研究在动物分类学中可以起到积极的作用。
该雄性成年麂捕自云南省西部高黎贡山北段东坡，体重24kg，体长1 045mm，体背毛色暗褐，前额棕黄，无明显簇状冠毛，体侧和四肢呈暗灰黑色，腹部暗沙灰色。
我们以骨髓体外短期培养的方法制备细胞染色体标本，经100个以上中期骨髓细胞的观察计数，确定贡山麂的染色体数目为2n＝9♂。
在根据染色体形态大小排列的常规核型中，Nos．1的一条同源染色体为亚中着丝粒，另一条为端着丝粒染色体，呈异形性。
Nos．2，3为亚中着丝粒染色体。
Nos．4为较小的端着丝粒染色体。
此外，核型中还有一小的亚中着丝粒染色体。
已知哺乳动物性染色体富于嗜银性并有特殊的形态和配对特征，在联会复合体分析时易于和常染色体区分鉴别（施立明1986）。
贡山麂精母细胞联会复合体分析表明，Nos．1的S．C 一端染色较深，即富嗜银性，也比较膨大，可以判断为X染色体和Y染色体配对形成短小的S．C。
在粗线期的不同阶段，配对的程度可以不同。
煤矿地质学第3章 地层 古生物
古杯动物门、腔肠动物门、蠕虫动物门、
苔藓动物门、腕足动物门、软体动物门、
棘皮动物门和脊索动物门等。脊椎动物
亚门又分为无颌纲、鱼纲、两栖纲、爬
行纲、鸟纲和哺乳纲。 植物界：分为低等植物菌藻类、苔藓植 物门、蕨类植物门、裸子植物门和被子 植物门等。
奇台硅化木
二、古生物化石在划分 对比地层上的意义 三、古生物化石在研究古地理 及沉积环境的意义
4.震旦纪时全球经受了一次寒冷气候。
5.元古宇中赋存铁矿、铜矿、菱镁矿、磷矿、 含金和含铀的变质砾岩及非金属矿产。
三、早古生代
早古生代包括寒武纪、奥陶纪和志留 纪。从震旦纪到志留纪，华北地块经历了 上升、下降、再上升三个阶段，反映了一 个巨大的地壳升降和海侵旋回。华南的扬 子地块在早古代长期遭受海侵，接受浅海 碳酸盐岩的沉积。在扬子地块东南的华南 地区，华北地块以北的天山—兴安和以南 的昆仑—秦岭及祁连山区，志留纪末加里 东运动形成加里东褶皱带。
一、太古宙
地壳经历多次强烈运动，受很深的 变质作用和多次岩浆活动，形成厚度大、 强烈褶皱、变质很深的一套古老变质体 系。矿产以铁矿最重要。
二、元古宙
1.为中变质巨厚岩层，与下伏太古宇明显 不整合。发生多次大规模地壳运动，形 成多个区域性的不整合。古元古代早期 形成五台群，五台运动使五台群褶皱变 质。古元古代晚期形成滹沱群，发生强 烈的地壳—吕梁运动从而华北地区稳定 发展。
2.中元古界在华北地区以河北蓟县剖面为 代表。 3.新元古代大约8亿前，华北地块抬升， 因而缺失震旦纪地层。 南方以四川盆地为中心存在古元古界 称杨子古地块。新元古代中期发生晋宁运 动，形成由杨子古板块及西侧和东南缘及 下杨子地区构造稳定的扬子大陆地块。新 元古代后期，震旦系已具备典型盖层的沉 积特征。
苔藓动物门、腕足动物门、软体动物门、
棘皮动物门和脊索动物门等。脊椎动物
亚门又分为无颌纲、鱼纲、两栖纲、爬
行纲、鸟纲和哺乳纲。 植物界：分为低等植物菌藻类、苔藓植 物门、蕨类植物门、裸子植物门和被子 植物门等。
奇台硅化木
二、古生物化石在划分 对比地层上的意义 三、古生物化石在研究古地理 及沉积环境的意义
4.震旦纪时全球经受了一次寒冷气候。
5.元古宇中赋存铁矿、铜矿、菱镁矿、磷矿、 含金和含铀的变质砾岩及非金属矿产。
三、早古生代
早古生代包括寒武纪、奥陶纪和志留 纪。从震旦纪到志留纪，华北地块经历了 上升、下降、再上升三个阶段，反映了一 个巨大的地壳升降和海侵旋回。华南的扬 子地块在早古代长期遭受海侵，接受浅海 碳酸盐岩的沉积。在扬子地块东南的华南 地区，华北地块以北的天山—兴安和以南 的昆仑—秦岭及祁连山区，志留纪末加里 东运动形成加里东褶皱带。
一、太古宙
地壳经历多次强烈运动，受很深的 变质作用和多次岩浆活动，形成厚度大、 强烈褶皱、变质很深的一套古老变质体 系。矿产以铁矿最重要。
二、元古宙
1.为中变质巨厚岩层，与下伏太古宇明显 不整合。发生多次大规模地壳运动，形 成多个区域性的不整合。古元古代早期 形成五台群，五台运动使五台群褶皱变 质。古元古代晚期形成滹沱群，发生强 烈的地壳—吕梁运动从而华北地区稳定 发展。
2.中元古界在华北地区以河北蓟县剖面为 代表。 3.新元古代大约8亿前，华北地块抬升， 因而缺失震旦纪地层。 南方以四川盆地为中心存在古元古界 称杨子古地块。新元古代中期发生晋宁运 动，形成由杨子古板块及西侧和东南缘及 下杨子地区构造稳定的扬子大陆地块。新 元古代后期，震旦系已具备典型盖层的沉 积特征。
第3章 自然地理环境的时间演化
综合自然地理学Integrated Physical GeographyКомплекснаяФизическаяГеография第3章自然地理环境的时间演化规律Integrated Physical Geography第3章自然地理环境的时间演化规律提纲：一、自然地理环境发展的方向性二、自然地理环境的节律性三、自然地理环境的稳定性四、自然地理环境的发展演化五、自然地理环境时间演化基本特点Integrated Physical Geography第3章自然地理环境的时间演化规律自然地理环境的演化? 从低级向高级? 从简单到复杂? 不断发展变化第3章自然地理环境的时间演化规律Integrated Physical Geography1. 岩石圈发展的方向性（1）地壳的演化? 地槽区（活动区）? 地台区（相对稳定区）? 地洼区（新的活动区）第3章自然地理环境的时间演化规律Integrated Physical Geography（2）地貌的发展戴维斯（Davis）地貌侵蚀循环理论:幼年期→青年期→壮年期→老年期（3）风化壳的发育及土壤的形成波雷诺夫（Полынов）的风化发育阶段: 物理风化-化学风化富钙阶段→富硅铝阶段→富铝铁阶段Integrated Physical Geography2. 大气圈发展的方向性? 原始大气：H2O、CO、CO2、N2、NH3和CH4? CO2大气：O2 、CO2逐渐增多? 现代大气：N2、O2大气3. 水圈发展的方向性? 水圈中水体总量逐渐增大? 海水性质由酸性到弱碱性变化 ? 海水含盐浓度逐渐增大第3章自然地理环境的时间演化规律第3章自然地理环境的时间演化规律Integrated Physical Geography第3章自然地理环境的时间演化规律Integrated Physical Geography(1)生命起源无机物→简单有机物→复杂有机物→多分子体系→原始生命??从无机小分子物质→有机小分子物质??从有机小分子物质→有机高分子物质??从有机高分子物质→多分子体系??从多分子体系→原始生命第3章自然地理环境的时间演化规律Integrated Physical Geography（2）生物进化第3章自然地理环境的时间演化规律Integrated Physical Geography??植物演化:藻类→蕨类→裸子植物→被子植物第3章自然地理环境的时间演化规律Integrated Physical Geography??动物演化单细胞动物→无脊椎动物→鱼类→两栖类→爬行类→哺乳动物→人类第3章自然地理环境的时间演化规律Integrated Physical Geography提纲：一、自然地理环境发展的方向性二、自然地理环境的节律性三、自然地理环境的稳定性四、自然地理环境的发展演化五、自然地理环境时间演化基本特点第3章自然地理环境的时间演化规律Integrated Physical Geography节律性(节奏性、韵律性，rhythm，ритм)：自然地理过程（及其现象）随时间重复出现的变化规律，称为自然地理环境的节律性，简称节律性，或节奏性、韵律性?? 周期性节律旋回性节律阶段性节律第3章自然地理环境的时间演化规律Integrated Physical Geography1. 周期性节律? 昼夜节律? 月节律? 季节节律第3章自然地理环境的时间演化规律Integrated Physical Geography2. 旋回性节律地理现象重复出现的时间间隔长度不定，或者是按不等的时间间隔重复出现的现象。
第三章-第五节-演化博弈模型ppt课件
处所得到的收益等于两者冲突导致的损失）
dx/dt
③ 假设v=8，c=4（表示种群间和平共
处所得到的收益大于两者冲突导致的损失）
dx/dt
0
ESS： x*=1
1
x
0
1
x
ESS： x*=1
当c≤v时，种群间宁可发生冲突，也不愿意和平共处以获得更多的收益。主要原因
在于当一方忍让时，另一方可获得更多收益。
完整版PPT课件
这是一种悲剧。目前，人类的现状和理性尚不能解决这种悲剧。
13
（四）蛙鸣博弈的复制动态和ESS
蛙鸣 A 不鸣
蛙B
鸣
不鸣
P-z ，P-z
m-z ，1-m
1-m，m-z
0 ，0
➢ m、P为求偶成功的概率 ➢ z为机会成本(体力消耗、危险性等)
满足：m ∈ (0.5,1]，m<P≤1
令x为采用“鸣”策略的群体比例，1-x为采用“不鸣”策略的群体 比例 则复制动态方程F(x)：
则： dx x2 x3
dx dt
xUY
U
dt
当x=0时，稳定；
复制完动整版态P方PT课程件
当x>0时，最终稳定于x*=6 1
dx/dt
dx x2 x3
dt
甲Y
N
乙
Y
N
1，1
0 ，0
0， 0
0，0
0
1x
图1 签协议博弈的复制动态相位图
x*=0，x*=1为稳定状态，此时，dx/dt=0 但x*=1为ESS，即最终所有人都将选择“Y”
A：“进入”的群体比例为x “不进”的群体比例为1-x
B：“打击”的群体比例为y “不打击”的群体比例为1-y
dx/dt
③ 假设v=8，c=4（表示种群间和平共
处所得到的收益大于两者冲突导致的损失）
dx/dt
0
ESS： x*=1
1
x
0
1
x
ESS： x*=1
当c≤v时，种群间宁可发生冲突，也不愿意和平共处以获得更多的收益。主要原因
在于当一方忍让时，另一方可获得更多收益。
完整版PPT课件
这是一种悲剧。目前，人类的现状和理性尚不能解决这种悲剧。
13
（四）蛙鸣博弈的复制动态和ESS
蛙鸣 A 不鸣
蛙B
鸣
不鸣
P-z ，P-z
m-z ，1-m
1-m，m-z
0 ，0
➢ m、P为求偶成功的概率 ➢ z为机会成本(体力消耗、危险性等)
满足：m ∈ (0.5,1]，m<P≤1
令x为采用“鸣”策略的群体比例，1-x为采用“不鸣”策略的群体 比例 则复制动态方程F(x)：
则： dx x2 x3
dx dt
xUY
U
dt
当x=0时，稳定；
复制完动整版态P方PT课程件
当x>0时，最终稳定于x*=6 1
dx/dt
dx x2 x3
dt
甲Y
N
乙
Y
N
1，1
0 ，0
0， 0
0，0
0
1x
图1 签协议博弈的复制动态相位图
x*=0，x*=1为稳定状态，此时，dx/dt=0 但x*=1为ESS，即最终所有人都将选择“Y”
A：“进入”的群体比例为x “不进”的群体比例为1-x
B：“打击”的群体比例为y “不打击”的群体比例为1-y
自然辩证法 第三章
由此可见，手足的分工、劳动的出现、人类的 产生这三者在时间上是一致的，关系上是相互依赖、 相互影响的。从这一演化过程中，我们也可以看到 约束（地理环境的巨大变化）——适应（直立行走、 手足分工）——选择（基因突变、功能结构的变 化）。所以我们说，人类的产生是劳动的结果、是 自然选择的结果。 （p71）直立姿势不仅使形体内部结构相应固 定，而且使视野开阔，获得更多的信息，锻炼了神 经系统；直立姿势不但使脊椎支撑起更大容量的大 脑，从而为语言、意识的产生和发展创造了条件。
A、从比较解剖学方面看出人具备哺乳动物的一般 特征； B、从胚胎学方面看出人类胚胎发育的过程同动物 进化的历史相吻合； C、从比较生理学的血清实验证实人与高等猿类有 比较近的亲缘关系； D、从古生物学方面发现了从猿到人的各种化石， 更直接地证实了人类是从动物界分化出来的。
（3）从猿到人的进化过程源自森林古猿——腊玛古猿——南方古猿——纤细型——
二、人与自然界的对象性关系(P72)
主体 客体 人与自然界之间通过 “中介” 发生相互作用 产生了人与自然 的对象性关系。这一对象性关系是相互的， 人作为主体改造自然界 ( 主体客体化），自 然界作为客体反作用于人类 ( 客体主体化） 。 所以，人在改造客观世界的同时也改造自己 的主观世界。在这一过程中，实践是联系人 与自然对象性关系的纽带。
（3）语言的产生：随着直立行走能力的加强 和劳动活动的发展
① 生长相关律——器官的进化——有了可能性
② 社会化的劳动——到了彼此之间非说不可——
产生了必然性
因此，恩格斯说：人类的语言是人的社会 化劳动发展的产物， “是从劳动中并和劳动 一起产生出来的，这是唯一正确的解释”。
（4）人脑的形成：恩格斯说：“首先是劳 动，然后是语言和劳动一起，成为两个最主 要的推动力，在它们的影响下，猿的脑髓就 逐渐地变成了人的脑髓。”主要表现为脑量 的增加和脑结构的分化和复杂化。 黑猩猩的脑量仅为400毫升，旧石器时代初期 的北京猿人的脑量已达1000毫升，现代人的 脑量则平均高达1400毫升；与此相随，额叶 面积从占脑总面积的17%上升到29%，而且 大脑皮层中与手指运动和语言活动相联系的 区域不断扩展和高度分化，使现代人大脑皮 层的分数维达2.73~2.79。
第三章 自然界的演化规律
21
▪ 但是一些科学家设想如果运用“粗粒化”方法，可 以对玻尔兹曼的不可逆性问题重新解释，如物理学 家杰恩斯（EdJaynes）说我们之所以对亿万个分 子构成的运动无法追踪认识，“不是因为物理过程 本身不可逆，而是因为我们追循物理过程的能力有 限。”也就是说，如果我们的感觉足够灵敏，我们 就可以看到分子的单独运动，从而可以去证实，所 有的过程在这种微观层次上是可逆的。这种思想经 过信息论的处理变成了现实。申侬认为从伴随噪音 而接收下来的一切信号中，可以获得有用的信息。 噪音的本质是无序的，这与信息的有序性形成对照， 信号中的信息量越大，它的熵就越小。
9
▪ 现实的自然过程严格的说都是不可逆过程。不仅热 传导、质量扩散、粘滞流动、功热转化、化学反应、 生命发育、物种进化是不可逆的，即使经典物理所 研究的单摆、弹性碰撞、等温过程、绝热平衡过程 等在考虑摩擦、辐射等因素时也是不可逆的。由此 看来，可逆性是相对的,不可逆性是绝对的。但对于 具体的过程来说，不可逆过程也往往包含着某些可 逆的因素,功热转化在能量品位上是不可逆的，但转 化能力却有可逆性；化学反应在总体上是不可逆的， 但生成物依然可以复原为反应物；生长发育和衰老 是不可逆过程，但机体的协调性和组织性却经历着 由低到高和由高到低的过程
5
▪ 传统科学为了将复杂性的问题简单化处理， 常常将不可逆性因素舍弃不予考虑。这样就 出现了上面我们所说的经典物理学和相对论 都没有讨论时间反演状况下的物体运动规律 的变化。
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▪ 现代物理学在这方面进行了极其艰苦的探索，使这一状况获 得了明显的突破。狄拉克的正电子在时间上具有向后退行的 特征，费曼的电子理论需要不同的时间方向同时存在。吕德 斯（G-Luders）于1954年，泡林于1955年分别提出了CPT 定理，该定理对物质与反物质、空间对称性和时间的方向性 作了最理想的处理和解释。这个定理来源于一些定律的对称 性，把任何过程中的粒子换成反粒子、把该过程换成它的镜 像、以及把时间倒转这三个变换同时操作的情况下，这些定 律保持不变。即C电荷共轭，它把物质转换成反物质；P空 间反演，它把空间坐标转换成它的镜像；T时间反演，它把 时间方向倒转。CPT定理断言，物理规律预言了在一种“泛 镜像”世界中的等量但相反的事件；它同时可以说明，时间 对称性是如何可能被破坏从而产生出时间箭头。
▪ 但是一些科学家设想如果运用“粗粒化”方法，可 以对玻尔兹曼的不可逆性问题重新解释，如物理学 家杰恩斯（EdJaynes）说我们之所以对亿万个分 子构成的运动无法追踪认识，“不是因为物理过程 本身不可逆，而是因为我们追循物理过程的能力有 限。”也就是说，如果我们的感觉足够灵敏，我们 就可以看到分子的单独运动，从而可以去证实，所 有的过程在这种微观层次上是可逆的。这种思想经 过信息论的处理变成了现实。申侬认为从伴随噪音 而接收下来的一切信号中，可以获得有用的信息。 噪音的本质是无序的，这与信息的有序性形成对照， 信号中的信息量越大，它的熵就越小。
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▪ 现实的自然过程严格的说都是不可逆过程。不仅热 传导、质量扩散、粘滞流动、功热转化、化学反应、 生命发育、物种进化是不可逆的，即使经典物理所 研究的单摆、弹性碰撞、等温过程、绝热平衡过程 等在考虑摩擦、辐射等因素时也是不可逆的。由此 看来，可逆性是相对的,不可逆性是绝对的。但对于 具体的过程来说，不可逆过程也往往包含着某些可 逆的因素,功热转化在能量品位上是不可逆的，但转 化能力却有可逆性；化学反应在总体上是不可逆的， 但生成物依然可以复原为反应物；生长发育和衰老 是不可逆过程，但机体的协调性和组织性却经历着 由低到高和由高到低的过程
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▪ 传统科学为了将复杂性的问题简单化处理， 常常将不可逆性因素舍弃不予考虑。这样就 出现了上面我们所说的经典物理学和相对论 都没有讨论时间反演状况下的物体运动规律 的变化。
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▪ 现代物理学在这方面进行了极其艰苦的探索，使这一状况获 得了明显的突破。狄拉克的正电子在时间上具有向后退行的 特征，费曼的电子理论需要不同的时间方向同时存在。吕德 斯（G-Luders）于1954年，泡林于1955年分别提出了CPT 定理，该定理对物质与反物质、空间对称性和时间的方向性 作了最理想的处理和解释。这个定理来源于一些定律的对称 性，把任何过程中的粒子换成反粒子、把该过程换成它的镜 像、以及把时间倒转这三个变换同时操作的情况下，这些定 律保持不变。即C电荷共轭，它把物质转换成反物质；P空 间反演，它把空间坐标转换成它的镜像；T时间反演，它把 时间方向倒转。CPT定理断言，物理规律预言了在一种“泛 镜像”世界中的等量但相反的事件；它同时可以说明，时间 对称性是如何可能被破坏从而产生出时间箭头。
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三、显生宙的生物演化
显生宙出现了5次重大事件： 1、小壳动物群的出现和分异
• 小壳动物群个体微小(1-2mm)，主要为海生无 脊椎动物，包括软舌螺、单板类、腹足类、腕 足类等
• 小壳动物群始于震旦纪末期，大量繁盛于寒武 纪初
• 动物界完成了从无壳到有壳的演变，它是继埃 39 迪卡拉动物群之后生物界又一次质的飞跃 15
Ediacara动物群
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生命的起源与生物进化
• 生命的起源 • 早期生物演化 • 显生宙的生物演化 • 物种的形成 • 生物进化的特点和规律
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三、显生宙的生物演化
1、小壳动物群的出现和分异 2、澄江动物群 3、寒武纪生物大爆发 4、动物体分化重大事件 5、动植物从水生到陆生发展 6、生物的绝灭与复苏
（1）形成有机化合物 原始海洋中的无机物（N、H、O、CO、CO2、
H2O、NH3、H2S、Hcl、甲烷） 紫外线 电离辐射 高温 高压
有机化合物（氨基酸、核甘酸、多糖、类 蛋白质、脂肪酸）
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一、生命的起源
生命产生的三个阶段
（2）形成生物大分子 有机化合物（氨基酸、脂肪酸、核苷 酸、多糖、类蛋白质） 在原始海洋中聚合 复杂有机物（甘氨酸、蛋白质、核酸 等—生物大分子）
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二、早期生物演化
保存于寒武纪以前岩石中的化石为早期生物
早期生物演化经历了4次重大事件（飞跃）：
1、从非生物的化学进化，发展到生物进化
地球年龄约为46亿年，而最早的化石记录在38亿 年----南非东部Barberton镇无花果树组的燧石中 的许多单细胞生物，球状、棒状，直径17-20微米。 它们可能是一些藻类演化的先驱。
最早的化石记录表明非生物的化学进化发展 到生物进化（最早生物）。
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二、早期生物演化
2、生物发生分异，多样性增加
化石证据：
加拿大Ontario西部苏必利尔湖沿岸， 前寒武纪Gunflint组（20亿年）中，发 现的微化石有8属12种。表明经10多亿年 的演化，原核生物已发展到相当繁盛的 程度，这可能与当时大气开始充氧有关。
第三章 生命的起源与生物进化
一、生命的起源 二、早期生物演化 三、显生宙的生物演化 四、物种的形成 五生物进化的特点和规律
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一、生命的起源
两种假说
1、外星来源说：银河系别的星球上的生命（细 菌或孢子）传到地球上 介质—辐射压力；陨石 证据— 宇宙中发现有机分子的存在。在已发 现的57种星际分子中有45种为有机分子 陨石中已分析出氨基酸、密啶、脂肪 酸等复杂有机化合物
显生宙的生物演化
• 小壳动物群的出现和分异 • 澄江动物群 • 寒武纪生物大爆发 • 动物体分化重大事件 • 动植物从水生到陆生发展 • 生物的绝灭与复苏
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三、显生宙的生物演化
2、澄江动物群
澄江动物群于二十世纪八十年代发现于云南澄 江、晋宁地区的下寒武统中。 化石保存极好（软、硬体），有壳和无壳动物 61属、67种，包括三叶虫、水母、蠕虫类、甲壳 类、腕足类、甚至脊索动物（鱼类）等。 此动物群是二十世纪最重大的发现之一，它比 世界著名的布吉斯动物群更引人注目。布吉斯动 物群产于加拿大中寒武统的Burgess Shale中。 39次外，还有我国贵州的凯里（台江）动物群 17
• 以节肢动物门三叶虫纲占优势，占60%，
次为腕足动物门，占30%
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显生宙的生物演化
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小壳动物群的出现和分异
• 澄江动物群 • 寒武纪生物大爆发 • 动物体分化重大事件 • 动植物从水生到陆生发展 • 生物的绝灭与复苏
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三、显生宙的生物演化
4、动物体分化重大事件
单细胞多细胞（原生后生） 最低等多细胞动物—两层细胞、无组织，为侧 生动物（海绵动物） 低等真正后生动物—两胚层（内、外胚层）、无 典型器官（腔肠动物） 两胚层三胚层，中胚层形成复杂的组织和器官 脊椎动物神经系统的发展人类的高级神经系统
显生宙的生物演化
• 小壳动物群的出现和分异 • 澄江动物群 • 寒武纪生物大爆发 • 动物体分化重大事件 • 动植物从水生到陆生发展 • 生物的绝灭与复苏
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三、显生宙的生物演化
3、寒武纪生物大爆发 • 寒武纪初（5.7亿年），动物界出现一次
爆发式的大发展
• 造门的时代，几乎所有具硬体的无脊椎 动物门及绝大部分纲都已出现
印度、美国、加拿大等国相当的地层中均发现真核
生物。
真核生物出现于18亿年前，繁盛于10亿年前
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二、早期生物演化
4、后生动物出现
化石证据： 澳洲南部Edicara崩德砂岩的埃迪卡拉（Ediacara） 动物群（5.9-7.0亿年）就是代表。 该动物群后来在西南非洲、加拿大、西伯利亚、 英国、瑞典，以及我国的震旦系中都有发现 Ediacara动物群大部分是腔肠动物：水母、水螅、 锥石、钵水母、海鳃类等，还有环节动物、节肢动 物等
目前尚未获得别的星球上存在生物的直接证据
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一、生命的起源
两种假说
2、地球发生说：地球上的无机物在特定的物理化学 条件下形成的各种有机化合物，这些有机化合物后 来再经过一系列变化后转变为有机体。 地球发生说目前比较流行，也是多数人接受的 说法
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一、生命的起源
生命产生的三个阶段 2、地球上生命产生原核生物演化出真核生物 化石证据：
澳大利亚Amadens盆地Bitter Springs组(10亿年）
发现了4个属的微化石，一个象丝状的蓝绿藻（原核生
物），其他3个属的内部结构似绿藻（真核生物）
中国串岭沟组（17.5亿年）已有真核生物宏观藻类
的报道
我国华北雾迷山组燧石（12-14亿年）绿藻化石
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一、生命的起源
生命产生的三个阶段
（3）形成生命 复杂有机物（甘氨酸、蛋白质、核酸 等—生物大分子） 多个生物大分子聚集 蛋白质和核酸为基础的多分子体系， 它具有初步的生命现象，从周围环境 中吸取营养，亦能将废物排出体外
从此，生命开始从化学进化转入生物进化阶段
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生命的起源与生物进化
• 生命的起源 • 早期生物演化 • 显生宙的生物演化 • 物种的形成 • 生物进化的特点和规律