陆生脊椎动物的祖先
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昆虫的洞穴一只小蚂蚁口渴了,到处找水喝。
走着走着,小蚂蚁遇到了正在散步的甲虫兄弟,它们聊了起来,甲虫兄弟说:“我有个好主意!”小蚂蚁赶忙问道:“是什么好主意?”甲虫兄弟兴奋地对小蚂蚁说:“我们可以帮你建造一个洞穴呀!”小蚂蚁惊喜万分,连声问道:“你们怎么能帮我建造出这样的一个洞穴呢?”甲虫兄弟回答:“我们都是动物,体内都含有水分。
这些水分就像地下的空气一样,随时可以流动。
当我们感觉到外界需要补充水分时,就马上通过肌肉收缩,把水挤出去。
把这个原理运用到洞穴里,我们就可以把积蓄的水分经常地排放出去,而且又不会使洞穴里的温度过高,所以建造出这样一个舒适的家很容易啦!”有人认为:洞穴是自然形成的,其实并不是这样。
因为动物的活动十分频繁,所以许多动物都要经常到野外去觅食和寻找栖身之地。
每到夜晚,由于天气寒冷,这些昆虫就纷纷钻进洞穴中休息。
一到春暖花开的季节,它们便又会纷纷从洞穴中爬出来。
当这些昆虫看到四周的美丽景色时,也会把它们带回到洞穴中去欣赏。
渐渐地,这些美丽的景色在它们的脑海里留下了深刻的印象。
一旦它们被这些美景吸引住了,就很难再让它们重新回到洞穴中去。
那么昆虫的“房子”到底是怎么来的呢?关于昆虫的居住地,目前还没有人做过系统研究。
不过据现代科学推断,昆虫大约出现于距今50亿年前的中生代。
那时候,陆地还比较多,海洋面积相对较小,气候十分湿润,大约有4。
5亿种昆虫在地球上生存。
在海洋世界里,藻类占统治地位,海洋动物几乎都以藻类为食。
由于藻类和海洋动物的身体结构大不相同,所以藻类没有任何防卫的能力。
一只小小的鱼类,能够捕食数千只小型动物。
但是,人们很早就发现了许多动物,尤其是脊椎动物,与鸟类有着密切的亲缘关系。
这些动物的骨骼在很多情况下和鱼类十分相似,如果它们停止游动,身体就会渐渐变硬。
这就说明,这些动物的祖先最初就是游动的。
随着海洋世界中水陆两栖动物的逐渐增加,陆生脊椎动物才开始出现。
昆虫的洞穴,是这些陆生脊椎动物的祖先挖掘出来的。
两栖动物两栖动物是最原始的陆生脊椎动物,既有适应陆地生活的新的性状,又有从鱼类祖先继承下来的适应水生生活的性状。
多数两栖动物需要在水中产卵,发育过程中有变态,幼体(蝌蚪)接近于鱼类,而成体可以在陆地生活,但是有些两栖动物进行胎生或卵胎生,不需要产卵,有些从卵中孵化出来几乎就已经完成了变态,还有些终生保持幼体的形态。
两栖动物最初出现于古生代的泥盆纪晚期,最早的两栖动物牙齿有迷路,被称为迷齿类,在石炭纪还出现了牙齿没有迷路的壳椎类,这两类两栖动物在石炭纪和二叠纪非常繁盛,这个时代也被称为两栖动物时代。
在二叠纪结束时,壳椎类全部灭绝,迷齿类也只有少数在中生代继续存活了一段时间。
进入中生代以后,出现了现代类型的两栖动物,其皮肤裸露而光滑,被称为滑体两栖类。
现代的两栖动物种类并不少,超过4000种,分布也比较广泛,但其多样性远不如其它的陆生脊椎动物,只有3个目,其中只有无尾目种类繁多,分布广泛。
每个目的成员也大体有着类似的生活方式,从食性上来说,除了一些无尾目的蝌蚪食植物性食物外,均食动物性食物。
两栖动物虽然也能适应多种生活环境,但是其适应力远不如更高等的其它陆生脊椎动物,既不能适应海洋的生活环境,也不能生活在极端干旱的环境中,在寒冷和酷热的季节则需要冬眠或者夏蜇。
两栖动物是一类既能在水里,又能在陆上生活的脊椎动物,至今已生存了几百万年,现存约2500种。
除了南极和格陵兰岛以外的任何地区都有两栖动物,但大多分布在较潮湿的热带或亚热带。
为变温动物,借助外界来维持及调节温度。
两栖动物属体外受精,受精卵在水中发育成幼体,幼体用鳃呼吸,在发育过程中经过变态,成为成体后,在陆地上生活,用皮肤及肺呼吸。
两栖类皮肤光滑无鳞,富于粘液腺,经常保持皮肤湿润,利于呼吸。
眼球角膜呈凸形,适于陆生,耳朵结构略呈复杂机制,已有中耳,可感受声波,并可通过耳咽管平衡鼓膜内外压力,嗅觉尚不完善,但已具味觉感受器。
两栖类通过身体的保护色来防御敌人,或通过分泌毒液。
脊椎动物进化的历程与演化规律脊椎动物是具有脊柱及不一定包含硬壳或体壳的动物,包括鸟类、哺乳动物、爬行动物、两栖动物和鱼类。
脊椎动物是地球上最复杂和多样化的动物之一,借助脊椎及周围结构的进化创造出各自独特的形态和生态位。
在进化历程中,脊椎动物适应不同的环境,经历了多次重大变革和转变。
下面将逐步探讨脊椎动物进化的历程与演化规律。
首先,脊椎动物的进化可以追溯到距今5.7亿年前的寒武纪。
此时,地球上的生命还很简单,唯一的显生宙生物就是海洋生物,包括软体动物、多毛类动物、海星等。
在这个时期,脊椎动物的祖先是一些无脊椎海洋动物,它们经历了数亿年的漫长进化,才最终形成为如今的脊椎动物。
在古生代时期,脊椎动物的早期形态较为简单,如鱼类,直到中生代时期才进化出了更为复杂的型态,如哺乳动物和鸟类。
其次,进化压力是脊椎动物进化的主要推动力。
随着时间的推移,环境的变化如洪水、冰期等不断对脊椎动物进行选择增强了它们的适应性。
随着竞争的加剧,那些能够成功适应环境,且能够生存下来的生物,才有机会在进化过程中获得更好的适应性和优势。
例如,陆生哺乳动物的鼻子演化成了更加敏锐的嗅觉器官,方便它们在自然界中猎食;并演化出不断生长、耐嚼的牙齿,以适应它们的不同食物来源。
第三,对不同环境和行为的适应形成了多样性的脊椎动物。
不同类型的脊椎动物,如植食性哺乳动物、肉食性哺乳动物、鸟类、爬行动物,都依据其生活环境可以各自适应特殊的生长和生存方式。
例如,海洋环境中的鱼类,其身体结构为流线型,以适应水中的流动。
陆地栖息的哺乳动物,由于需要在极端环境中战斗、捕食和逃脱捕食,它们演化出了强壮的肌肉和骨骼系统,能够进行复杂的行为。
飞行能力极强的鸟类,演化出轻便的骨骼和羽毛,以方能在空中自在飞行。
最后,脊椎动物的进化和发展是一个复杂的过程。
随着时间的推移,它们的身体构造不断得到优化和改进,不断适应着生存环境的变化。
而脊椎动物的演化和发展,除了基于进化压力的选择,还受到生物学计划和基因拼接等因素的影响。
人类是鱼进化而来的吗现在主流观点认为,人类确实是鱼类进化而来的,不只是人类,所有陆地脊椎动物的祖先都是鱼类,大约3亿年前,一群肉鳍鱼类登上了陆地,慢慢适应陆地的环境,演化出了两栖动物,随后爬行动物出现,然后哺乳动物出现,人类也在这个演化的过程中诞生。
现代生物学认为,生物的演化是一个从简单到复杂的过程,不只是人类的祖先是鱼类,如今地球上所有的生物应该都可以追溯到一个共同的祖先,这个最初的祖先被称为露卡(Luca),它是所有物种在分化之前最后的一个共同祖先,露卡可能并不是地球上第一个生命,而是第一个具有繁殖能力并幸存的生命,它的后代不断演化,最终孕育了整个地球的生态系统。
我们现在无法确定最早的生命出现在什么时候,目前的证据证明在40亿年前就已经有生命出现了,这些生物不依靠太阳的热量,而是以海洋深处的热泉提供的能量为生,早期地球的环境很恶劣,这也直接影响了地球早期生物的演化方向,因为当时地球的大气和海洋中氧气含量很低,所以地球早期的生命不需要氧气,全部都是厌氧生命,同时这些早期原核生命对极端环境有很强的适应能力。
一切的转折点是一种叫作“蓝藻”的原核生命,它们可以进行光合作用,吸收阳光释放氧气,蓝藻的大量繁殖再加上环境的变化,给氧气的增加提供了条件,此后地球经历了多次“氧化事件”,海洋和大气中的氧气含量增加,给生命的复杂演化打下了基础。
寒武纪生命大爆发,是人类观察到的首次生命大爆发,科学家发现了很多复杂生物的化石,这些生命已经进化的相对完善,甚至是演化出了第一代顶级捕食者“奇虾”,最大的奇虾体长能超过两米,要知道当时海洋中大部分生物体型都很小,而奇虾有完整的攻击性器官,还有眼睛这样复杂器官,对于当时海洋中的生物来说完全就是毁灭性打击。
生态系统越复杂,生物演化的速度就越快,5.3亿年前就已经出现了最早脊椎动物昆明鱼和海口鱼,同时它们也是最原始的鱼类,这些鱼类还没有演化出下颌,盾皮鱼类最早演化出了下颌,大约4亿年前的棘鱼演化成了最早的硬骨鱼类,也是鱼类最进步的一种,而软骨鱼类在大约3亿年前才出现在地球上。
A 尾索动物亚门B 头索动物亚门C 脊椎动物亚门D 六足亚门2. 脊椎动物中无颌类是指下列哪纲的动物()A 圆口纲B 鱼纲C 头索纲D 海鞘纲3. 下列动物为被囊动物的是()A 柱头虫B 帚虫C 头盘虫D 柄海鞘4. 柄海鞘进行气体交换,完成呼吸作用的器官是()A 外套膜B 围鳃腔C 咽D 尿泡5. ()的血管无动脉和静脉之分,血液双向流动,这种血液循环方式在动物界是绝无仅有的。
A 文昌鱼B 苔藓虫C 柄海鞘D 盘管虫6. 柄海鞘为雌雄同体,异体受精,受精过程发生在()A 咽内B 围鳃腔内C 体外D 入水管内1. 文昌鱼的表皮为()A 单层柱状上皮细胞B 复层扁平上皮C 为一薄层胶冻状结缔组织D 一层角皮层2. 文昌鱼的肝盲囊可能与脊椎动物的()为同源器官A 甲状腺B 肝C 胰D 肾3. 文昌鱼的内柱细胞在系统发生上是()的前驱A 甲状腺B 肝C 胰D 肾4. 文昌鱼口笠内背中央纵沟内的前端是一个窝状结构,称哈氏窝,与脊椎动物的()为同源器官A 甲状腺B 肝C 胰D 肾E 脑下垂体5. 文昌鱼的光感受器为()A 眼点B 脑泡C 哈氏窝D 脑眼6. 文昌鱼的排泄器官是按体节排列的()A原肾管B马氏管C混合肾D肾管1. 圆口动物的尾为()A 歪尾型B 正尾型C 叉尾型D 原尾型2. 在七鳃蟃被称为顶器或顶眼的结构是()A 松果体B 松果旁体C 脑漏斗D 脑下垂体3. 盲鳗内耳半规管的数目为()A 1个B 2个C 3个4. 雄鲨鱼的腹鳍内侧有一对鳍脚是()A 排泄器官B 交配器官C 感觉器官D 平衡器官5. 鲨鱼的尾为()A 歪尾型B 正尾型C 叉尾型D 原尾型6. 鱼的偶鳍包括胸鳍和腹鳍各一对,下列硬骨鱼类中腹鳍胸位的是()A 鲱形目B 鲤形目C 鲈形目D 鲇形目1.鱼类脊柱的椎体为( )椎体。
A. 前凹型B.后凹型C. 双凹型D.异凹型2. 软骨鱼类的咽颅的第一对软骨弓为()A 脉弓B 舌弓C 颌弓D 鳃弓3.鱼类的脊椎中央的支撑部分为椎体,椎体的背面为()A 脉弓B 椎弓C 椎棘D 脉棘4.通过上齿骨与头骨的后颞骨相愈合,使头、肩带、躯干形成一个稳定支架,增加了游泳运动的力度的是()A 软骨鱼的肩带B 软骨鱼的腰带C 硬骨鱼的肩带D 硬骨鱼的腰带5.鱼类的消化管由下述4层组成,其中由内胚层形成的是()A 浆膜B 肌层C 粘膜下层 D粘膜6.肝呈弥散状分布在肠管之间的肠系膜上,胰也呈弥散状,混杂于肝中,称肝胰脏的是()A 软骨鱼类B 海生的硬骨鱼类 B 濙水硬骨鱼类 D 鲤科鱼类7. 软骨鱼的排出体内多于的盐分的排盐结构是()A 肝脏B 胰脏 B 鳃的泌氯腺 D 直肠腺8. 在调节鲨鱼体密度方面起重要作用的器官是()。
陆生脊椎动物的祖先
1938年12月22日,在非洲东南部的印度洋里,渔民们偶然捕捞到一条怪鱼。
它身长1.5米,重57公斤,体覆蓝鳞,胸鳍和腹鳍好像带短柄的船桨,看上去有如陆生脊椎动物的四肢。
经过专家研究,发现它是七千万年前已在地球上“绝种”的总鳍鱼类,并定名为拉蒂迈鱼(Latimeria,茅尾鱼)。
科学家对这种“活化石”的发现非常感兴趣。
总鳍鱼是所有陆生脊椎动物的祖先,在动物进化史上占有一定的位置。
以前,人们只能通过总鳍鱼的化石来研究它们的进化过程。
拉蒂迈鱼是古代总鳍鱼类残存到今天的唯一后代,它的发现为进一步研究地球上最初的两栖动物由鱼进化而来提供了宝
贵资料,因而受到科学家的珍视。
并不是所有的总鳍鱼都能进化成两栖动物,拉蒂迈鱼就是这样一种未能进化成两栖动物的总鳍鱼。
那么总鳍鱼类的哪一类在自然环境发生变化时,弃水登陆成功,从而进化成两栖动物了呢?三亿七千万年前,生活在水中的真掌鳍鱼(Eusthenopteron),开始了向陆地的迈进。
真掌鳍鱼属于总鳍鱼类,它生活在淡水湖泊和河流中。
它的头部有多片骨片。
胸鳍和腹鳍极为发达,其根部富有肉质,并覆盖着鳞片,鳍内骨骼与陆生脊椎动物的四肢很相似。
它的胸鳍和腹鳍强壮
有力,甚至能够象两栖动物的四肢一样爬行,因而被人们叫做“步行的鱼”。
最早登陆的动物--鱼石螈(Ichthyostega),就是由它进化而来的。
有的人会感到惊讶,陆生脊椎动物的祖先竟会是鱼类!常识告诉我们,鱼儿是离不开水的,因为它没有肺和四肢。
没有肺就无法在陆地上呼吸,没有四肢就难在岸上爬行。
这是鱼类上岸的两大难关。
但是总鳍鱼与众不同,它有肺。
在水中用腮呼吸,露出水面用肺呼吸,这特有的两种呼吸法对其后来演化成两栖动物非常有利。
它的胸鳍和腹鳍也已具有低等四足动物四肢的雏形。
因此,当三亿五千万年前地球上的气候突然变得炎热,湖沼经常干涸时,别的水族因为无法适应而逐渐灭亡,而总鳍鱼却活下来了。
通过自然选择,其中一支弃水登陆后逐渐适应了陆地环境而生存下来,并最终进化成原始的两栖动物--鱼石螈。
其中的另一支继续生活在水中,就进化成真掌鳍鱼。
在脊椎动物进化史上,总鳍鱼类推动了晚于鱼类的全部各类脊椎动物的起源,如两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类(包括人类)。
因此,总鳍鱼类是所有陆生脊椎动物的祖先,在脊椎动物的演化系统上具有十分重要的意义。