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(1)矿质充填作用 生物硬空隙为地下水矿物质CaCO3 所填充,变的致密坚硬增加重量,且保留硬体中的微细构造。
(2)置换作用生物硬体原成分为地下水中矿物质所置换,如被Caco3、、 SiO2、黄铁矿等置换而称为钙化,硅化和黄铁矿化。
例如:
菊石骨骼被地下水溶解,并被矿物质Caco3 所充填,二种速度近等,并以分子形式置换,则其微细构造得以保存,否则无法保存。
硅化木树木被SiO2 置换,年轮、细胞清晰可见.黄铁矿化的菊石也常见。
(3)升馏作用几丁质骨骼埋藏分解时,其中所含的氧、氢、氮等不稳定成分挥发消失仅留下较稳定的炭质薄膜。
笔石、植物叶片等。
(三)、化石保存的类型:
可以分为以下四种类型:
1、实体化石又分为二种:
微变实体原生物的遗体没有明显变化,完整保留下来。
抚顺煤田第三纪煤层 琥珀中的昆虫化石;
西伯利亚冻土带保存下来的猛犸象(2.5万年)
变化实体原来的生物遗体经过一定程度的石化作用(矿质充填、置换、升馏等作用),全部或部分硬体保存为化石。
大部分化石属此,珊瑚、双壳、腕足,脊椎骨骼等。
2、模铸化石 它们不是实体化石本身,而是生物遗体在岩层或填充物中留下的各种印模和复铸物,又可分为四类:
印痕化石:
在松软沉积物中留下的印痕,而生物体未被埋葬已销毁。
如:
叶子、水母等。
印模化石:
有壳硬体生物在围岩上印压所成的痕迹,又分为:
外膜外表印痕,反映外壳形态构造。
内膜壳内表面印痕,反映壳内面形态构造。
凹凸与实物相反
核化石:
常见于两壳、两瓣齐全的生物体,分为两种:
内核贝体掩埋后,泥砂充填两壳之空腔,石化后其充填物形成内核,表面显示内模。
外核贝体被埋,两壳内无充填物,但壳体溶解后留下一个同形空间,再被外来物质充填,石化后形成外核,其外形与壳饰与原核体一致,但内部没有任何生物结构。
铸型化石:
已形成了外模、内核后,壳体被溶化所成空间被其它物质所充填,石化形成铸形。
大小和内外表面的构造与实体化石相似,但无壳质结构。
3、遗迹化石:
保留在岩层中的古生物生活活动的痕迹和遗物。
足迹,爬痕,潜穴,粪便,蛋化石等。
4、化学化石:
古生物被分解而成的各种有机质,如氨基酸、脂肪酸等
意义:
①探讨地史进程中生命的起源 ②了解生物发展演变的历史
③解决生物的自然分类(亲缘关系) ④划分和对比地层
第二节古生物的分类与命名
1、有两类分类方法:
①系统发生分类(自然分类)根据亲缘关系、演化体系划分的,科学合理。
②形态分类(器官分类)按形态特征和形态功能,以化石间形态的相似性而作的人为归类。
例:
又分为形态属不同生物的相同部分按它们的形态相似归入同一属。
古植物有一属叫石果Carpolithus所有古代植物种子均称石果,随研究程度深入,现在正在分化。
还有器官属据某植物单独保存的器官所建立之属,如鳞木,它的叶、茎、根、繁殖器官分列五属:
鳞木Lepidodendron(茎或枝)
鳞木叶Lepidophyllum(叶,营养叶)
痕木(脐根座)Stigmaria(根)
鳞孢穗Lepidostrobus(孢子束穗)
鳞孢叶Lepidostrobophyllum(生殖叶)
2、生物的主要分类(也适用于古生物)
根据自养或他养分为两个界:
动物界、植物界。
界:
最大的分类单位,界以下分类单位按大→小顺序为:
门、纲、目、科、属、种共性越来越小,亲缘关系越疏。
辅助性过渡单位:
亚门、亚纲、亚目、亚科、亚属、亚种;
或分别合并几个主要单位而成超门、超纲、超目、超科。
种:
是最基本的分类单位,生物学上物种的四个标准:
(1)物种存在形式是种群,不是个体;
(2)具共同的形态构造;
(3)种群上有一定的空间;
(4)种内间能交配繁殖,物种之间则为生殖隔离。
3、古生物的命名原则:
(1)各级分类单位采用统一的学名,并以拉丁文或拉丁化文字命名;
(2)属和属以上分类单元采用单名法,第一字母大写;
(3)种名采用双名法,即属名+种名;
SchwagerinachihsiaensisLee
(4)属以上的单位要用正体字,姓名用正体字;
(5)种和亚种都用斜体,姓名都用正体。
第三节生物与环境
一、生物与环境的关系
1.生物与环境的关系是相互作用、相互制约、密切相关的。
2.生物与环境是矛盾的统一体:
环境的变化影响着生物的存在;
生物界不断地影响着周围的环境。
二、影响生物的环境因素
1.物理因素温度、水深度、水压力、光照、水动力条件、底质性质、经纬度
2.化学因素含盐度(水)、含氧量、其它气体成分,氢离子浓度、氧化还原电位
3.生物因素生物数量和密度、生物共生组合、对抗、竞争、食物营养依赖关系等
三、生态系统与能量转换
1.生态系统:
指一定范围的环境因素及其生物的综合。
2.能量转换:
由下面三个环节组成:
生产者(植物)→消费者(动物)→分解者(细菌)
3.生态平衡:
在生态系统内,生产者、消费者、分解者及非生物环境之间在一定条件下,相互依存,并保持着相对稳定的状态叫生态平衡。
4.食物链:
在一个生态系统中,生物之间围绕食物而发生的相互依存的关系叫食物链,又分为捕食链、寄生链、腐生链。
四、环境类型
(一)大陆环境
1.陆地环境:
山,丘陵,平原,低地。
2.河流环境:
各种水系。
3.湖泊环境:
咸水湖,淡水湖,滨海泻湖,沼泽。
(二)
海洋环境
1.滨海区高低潮线之间,又称潮间带2.浅海区低潮线至水深200m左右地区
3.半深海区(水深200~2000m)4.深海区2000m以下包括水深2000m以下的海区海底
5.远海区离岸较远的海洋上层,主要是半深海、深海的水层,多为游泳生物、漂浮生物。
五、水生生物的生活方式
生物生活方式又称生态类型,主要指习性、行为,如摄食方式、居住类型、运动方式等。
(珊瑚)(腕足)(腹足)(海胆)(船蛆)
底栖生物:
固着、躺卧、爬移、抱穴、钻孔;
游泳生物:
自游生物、运动器官发育、身体流线型;
浮游生物:
随波逐流、身体微小、薄壳或骨骼不发育;
水母
六.生物的埋藏
(一)名词解释
1.生物群:
生活在同一环境,彼此密切相关的一群生物,它们互相适应,又相互伤害。
2.死亡群:
各种原因死亡后尸体的堆积,不一定是同一个生物群。
3.埋藏群:
死亡群经一定损失(风化破坏、搬运破碎、地下水溶解、动物吞食…),被沉积物覆盖叫埋藏群。
有原地、异地之别。
4.化石群:
埋藏群上周围沉积物经成岩作用变成化石群。
(二)原地埋藏和异地埋藏
为了进行古生态研究,必须区分化石群是原地还是异地埋藏,主要标志为:
1.化石保存完整程度:
细微构造、两壳闭合、破损等 2.个体排列情况:
大小分选程度
3.壳的分散性:
壳瓣比例 4.化石在岩层中的保存位置 珊瑚生长方向五房贝
5.今昔对比 6.保存化石的围岩性质,应与化石生态环境一致。
第二章常见的古无脊椎动物分类
第一节原生动物门
一、原生动物的特点
1.最原始、最低等的动物,是由单个细胞或由单细胞联合群体所组成的完整有机体。
2.具有类器官,可进行新陈代谢、刺激感应、运动、繁殖等机能,如鞭毛、伪足、纤毛即是运动类器官。
3.个体微小,一般在250um以下,大的可达30-60mm。
4.一般不具硬壳,仅少数具骨骼或外壳。
5.生活环境分布广泛,主要生活在海水、淡水,也有寄生在其它生物体内,或土壤中。
二、原生动物门的分类 :
根据运动细胞器的有无和类型,分为四个纲:
1.鞭毛虫纲具鞭毛,如眼虫
2.纤毛虫纲具纤毛,如草履虫
3.肉足虫纲具伪足,又分为若干亚纲,其中以有孔虫亚纲最重要
4.孢子虫纲无运动细胞器,孢子繁殖,如单房孢子虫
三、有孔虫亚纲
1.特征
(1)具伪足(分枝多)的微小单细胞动物,多具矿物质硬壳,少数外壳具有房室。
(2)壳形繁多。
(3)多数海生,少数生活在泻湖、河口半咸水中,极个别生活淡水中。
2.有孔虫亚纲的分类
目壳壁部分壳壁分层性,隔壁褶皱、旋脊时代
网足虫目假几丁质、薄膜状不分层∈3—现代
串珠虫目胶结壳不分层 ∈3—现代
内卷虫目分泌钙质壳不分或分层,可具假旋脊O—T
蜓目分泌钙质壳分层,隔壁褶皱,具旋脊拟旋脊C—P
小粟虫目分泌钙质壳不分层C—现代
轮虫目分泌钙质壳一般分层C—现代
四、蜒目(Fusulinida)
1.一般特征
(1)蜒又称纺锤虫,是有孔虫较高等类型,浅海底栖,伪足运动,少数漂;
(2)仅出现在C—P纪,现已绝灭;
(3)钙质壳,大小如麦粒,最小不足1mm大者可达20-30mm
2.蜒壳形态和构造
(1)形状:
多房室的包旋壳,分为:
长轴型壳长>
壳宽如纺锤形Fusulina
短轴型壳长<
壳宽如透镜形、长方形Ozawainella
等轴型壳长=壳宽如球形Verbeekina
(2)大小划分
壳级微小小中等大巨大特大
壳长(mm)<
11-33-66-1010-20>
20
(3)壳的基本构造
初房发育初期分泌的第一个房室,既最初的壳室
旋壁房室的外壁。
隔壁旋壁绕一假想轴生长时,到一定程度向内转折弯曲而形成隔壁。
房室隔壁之间狭长空间叫房室,又叫壳室。
壳口隔壁中央近底部的一长形小孔,又称为口孔。
通道前后房室壳口互相沟通则称为通道。
旋脊通道两侧从内至外盘旋堆积的两条隆脊。
列孔隔壁底部一排整齐的小孔。
拟旋脊列孔两旁相当于旋脊的堆积物。
轴积部分旋脊不发育的蜒,轴部四周的次生钙质充填物。
前壁壳体最后一个壳室,前方之壁称前壁,实际上每个隔壁在蜒生长过程中都曾是前壁。
隔壁褶皱隔壁有的平直、有的褶皱;
褶皱仅限于隔壁下部者为轻微褶皱;
上下全部褶皱为强烈褶皱。
隔壁沟旋壁开始弯折为隔壁时,在壳表面形成下凹的纵沟。
3.旋壁的微细构造
旋壁是分层的,它是蜒进行分类的主要依据之一:
原生壁—包括致密层、透明层、蜂巢层蜒壳壁,次生壁—内疏松层、外疏松层
旋壁分为以下几层:
原始层不太透明、疏松、多孔的Ca质层,颜色比透明层深,比致密层浅,不如蜂巢层清楚,为原始蜒类型所有。
致密层薄而致密黑色层,是旋壁主要组成部分
透明层在致密层之下,为一层浅色透明壳质,镜下为一壳线,为较低级蜒所有,C2较多
蜂巢层致密层下,较厚的似蜂巢状壳层,C22出现,它再发展便成副隔壁(P1)
疏松层壳壁的次生堆积,为不太疏密,不均一的灰黑色半透明层,分两种:
外疏松层:
附于疏密层之上,壳壁之外表面
内疏松层:
附于疏密层或透明层之下,壳壁之内表面
4、旋壁分层的组合类型
一层式仅有致密层或原始层
二层式古纺锤蜒型致密+透明
希瓦格蜒型致密+蜂巢
新希瓦格蜒型致密+蜂巢+副隔壁
三层式原小纺锤蜒型或假史塔夫蜒型致+内+外
费伯克蜒型致密+蜂巢+内疏松层
四层式小纺锤蜒型致+透+内+外
5.分类及代表属
1)纺锤蜒超科小泽蜒科Ozawainella苏伯特蜒科Palaeofusulina
纺锤蜒科Fusulinella希瓦格蜒科Schwagerina
2)费伯克蜒超科:
费伯克蜒超科Verbeekina新希瓦格蜒科Neoschwagerina
6.蜒的演化及地史分布
(1)演化趋势:
①壳体变大Ozawainella→Neomisellina,C2P2(P1)
②壳形变化:
由短轴→等轴→长轴发展
始史塔夫蜒C1小纺锤蜒C2苏门答腊蜒P2(P12)
EostaffellaFusulinellaSumatrina
透镜状粗纺锤状长轴状
③旋壁构造复杂化
单层三层式四层式蜂巢式副隔壁
EostaffellaozawainellaFusulinaTritisitesNeoschwagerina
C1出现C21出现C2多C22出现P2(P1)
④隔壁褶皱增强
平直C2两端褶皱C2全面褶皱P2(P1)
OzawainellaFusulinellaParafusulina
小泽蜒小纺锤蜒拟纺锤蜒
⑤旋脊的变化,两种变化:
大而明显渐小消失
FusulinellaTritisitesParafusulina
小纺锤蜒C21麦蜒C22拟纺锤蜒P2(P1)
较大旋脊拟旋脊
QzawainellaC21NeomisellinaP2(P1)
地史分布
C1晚期开始出现蜒类,小泽蜒科为主C21纺锤蜒科开始大量出现旋壁四层式
C22希瓦格蜒出现,蜂巢层P1全盛时期,出现拟旋脊、副隔壁
P2衰退、特化现象,Codonofusuella喇叭蜒P3(P21)
五、有孔虫生态:
1.绝大多数生活在盐度正常浅海区,少数为半咸水环境,个别属种在淡水中生存;
2.底栖移动为主,个别浮游;
3.多生活于钙质淤泥或细砂海底;
4.生活在温暖、清澈、盐度正常的浅海区;
5.与珊瑚、苔藓虫、层孔虫共生。
第二节腔肠动物门
一、腔肠动物的特点:
1.低等多细胞后生动物;
2.体壁为二胚层(外胚层、内胚层)及中胶层所组成;
3.多为海生,身体辐射状对称(适应漂浮或固着生活);
4.具原始的消化系统:
口,食道,腔肠。
腔肠有消化酶,可在细胞外消化,比海绵进步口是食道进口,又是废物排泄口孔;
5.具肌肉和神经组织,有的具刺细胞;
6.生殖方式有二种:
1。
无性生殖:
出芽;
水螅型产生生殖体,其内产生水母芽,从顶端出来。
2。
有性生殖:
精卵结合;
水母,水中受精,幼虫固定下来成水螅(世代交替现象)
7.体型有两类:
水螅型:
固着生活;
水母型:
自由游泳。
二、腔肠动物门分类
刺胞亚门:
原始水母纲低级,化石少C—O
钵水母纲水母世代发育,多为大型水母∈—现在
水螅纲小型,水螅型与水母型世代交替繁殖∈—现在
珊瑚纲只有水螅世代,化石多 O—现在
无刺胞亚门:
栉水母纲无水螅世代,单体,为现代海生腔肠动物。
三、珊瑚纲:
为刺胞亚门中最高等的一类,只有水螅型,无水母型.
1.特点:
(1)单体或群体,海生;
(2)口的下端具口道,消化腔内内胚层突出形成放射状隔膜,并形成若干小室;
(3)多数具外骨骼,以Ca质为主,少数角质。
少数具分散的Ca质骨针,如红珊瑚(属八射珊瑚)
2.分类:
根据软体特点(触手、隔壁的数目、排列),有无骨骼及其构造特点而划分:
(1)四射珊瑚亚纲 隔壁为4的倍数,具Ca质骨骼∈?
O—P
(2)异珊瑚类 单体、小, 隔壁生在两个部位 D3—C21
(3)六射珊瑚亚纲 隔壁为6的倍数,海葵 T2—现
(4)横板珊瑚亚纲 复体、隔壁一般不发育、横板多 ∈—T
(5)日射珊瑚亚纲 复体、有共骨组织和个体小管 O3—D
(6)八射珊瑚亚纲 隔壁8个、触手8只、共体相连 T—现
3.四射珊瑚亚纲
(1)外形
单体外形:
润锥状、狭锥状、圆柱状、方锥状、曲柱状、拖鞋状、盘状(B中图2—6)。
复体外形:
丛状,又分枝状、笙状,块状,又分多角状、多角星射状、互通状、互嵌状。
(2)内部构造:
可分为纵列构造、横列构造、边缘构造、轴部构造:
① 纵列构造隔壁:
直立板状物,用以支持软体,又叫序生隔壁:
最初生长出6个原生隔壁。
即主隔壁、对隔壁、侧隔壁(2个)、对隔壁(2个),在它们形成的四个区域中,每次生长四个一级隔壁,长到一定数量后不再增加,有的类别在一级隔壁之间还会长出二级隔壁,甚至更短的三级隔壁。
但二、三级隔壁为轮生。
② 横列构造——横板,横向薄板有完整横板和不完整横板之分,有水平状的,也有上凸或下凹的。
③ 边缘构造鳞板、泡沫板
鳞板:
分布在体腔边缘与隔壁之间的薄板,多呈现上拱的鱼鳞状相互重迭,纵向排列成列。
有3种类型:
规则鳞板,人字形鳞板,马蹄形鳞板
泡沫板:
边缘大小不规则之小板,切断隔壁使其不达外壁
④轴部构造——中轴、中柱
a.中轴:
实心、纵向棍状体、灰质:
由对隔壁在中央膨大而形成,由一般隔壁延至中心相聚加厚而成。
b.中柱:
由上凸的内斜板(横板在轴部分分化)和长隔壁在内端分化出来的辐板组成。
特点:
a)不是实心的,是种疏松蛛网状物质;
b)横切面轮廓为多边形、近圆形;
c)中央常有一块由对隔壁伸至的中板。
(3)、构造组合类型及化石代表
a.单带型仅有横板O2—PTachylasma 速壁珊瑚C—P单b.双带型 S—P
横板+鳞板 Kueichouphyllum贵州珊瑚C13
横板+泡沫板 Pseudouralinia假乌拉珊瑚C1
横板+中轴 Lophophyllidium顶柱珊瑚C—P
c.三带型 C—P
横板+鳞板+中柱 Dibunophyllum棚珊瑚C
横板+鳞板+中轴 Lithostrotion 石柱珊瑚C1-2
横板+泡沫板+中柱 Wentzellophyllum 似文采珊瑚 C22—P1
横板+泡沫板+中轴 Thysanophyllum泡沫柱珊瑚C1
d.泡沫型 仅有泡沫板 O—DCystiphyllum 泡沫珊瑚 S
(4)、分类根据骨骼特征,分为三个目:
A扭心珊瑚目,单体为主,隔壁羽状排列、横板上拱O2—P
B柱珊瑚目,复体为主,隔壁辐射状排列,横板平或下凹O2—P
C泡沫珊瑚目,单体为主,隔壁刺状,泡沫板发育O2—D
(5)演化趋势
a.内部构造的复杂化,由单带型→双带型→三带型,隔壁级数增加,横板由完整→分化,鳞板从无→有,轴部构造无→有,由中轴→中柱
b.外形的变化,由单体→丛状复体→块状复体
c.细微构造复杂化,隔壁从层状组织→羽状组织
(6)地史分布
四射珊瑚最早出现∈2,经历4个繁盛期:
①↑O3—S2双带型、泡沫型大量造礁泡沫珊瑚②↑D1—D2双带型主要造礁期六方珊瑚Hexagonaria③↑C1典型三带型出现并繁盛,大型双带型,造礁期,贵州珊瑚,假乌拉珊瑚④↑P2(P1)复体三带型为主,似文采尔珊瑚,卫根珊瑚,古生代末期,四射珊瑚全部绝灭
4、珊瑚生态
造礁珊瑚:
水深小于20m,温度25-29○C。
清沏,透光线性好,正常盐度,热、亚热带浅海。
非造礁珊瑚:
单体为主,复体小型,生态位广,一般水深大于100m,4.5-10○C正常海域,少数可生活在零下1.1○C、深达6000m海域中。
生物钟,珊瑚体壁粗细两种横纹与时间有关,粗纹为年生长周期痕迹—生长带,细纹为日生长周期痕迹,叫生长线。
因此,可推算地质时期一年中的天数。
例如石炭纪一年约有385~390天
泥盆纪一年约有385~410天
这表明随着地质历史的进展,每一年的天数在减少,这也为地球物理学者和天文学的计算所证实:
地球的自转速度也逐渐变慢!
第三节腕足动物门
一.壳的外形、定向、量度
1.定向、量度
(1)两壳不等大,大者为腹壳,较小为背壳,但也有例外,后端有一茎孔;
(2)最早分泌的壳体叫壳喙,腹喙大于背喙;
(3)壳喙一端叫后方,增长方向为前方,壳喙两旁边缘为后喙,前方边喙为前缘,两侧为侧缘。
(4)量度:
壳长——壳喙至前缘,壳宽——垂直于长度线的两侧缘间最大距离,壳厚——两壳间最大距离
2.壳体外形
观察外形分正视(腹视或背视)、测视、前视。
正视壳体轮廓:
圆形、卵形、近方形、五角形等。
侧视(左背右腹):
双凸、平凸、凹凸、凸凹、双曲线;
前视,无中槽中隆前缘近直线——直缘型,(背上腹下)腹壳具中槽——单褶型,背壳具中槽——单槽型
二.壳的硬体构造
(一)
壳饰
1.放射状:
自壳喙附近向前缘侧缘放射之壳饰
放射纹:
细小、易分叉放射线:
较粗,仅见壳外,壳内光滑
放射褶:
粗强,不仅见于壳外,且影响到壳内
放射状壳饰的形态:
简单;
分叉成束状,一根多次分叉插入分叉
2.同心状壳饰:
壳增长过程中由于迟滞停顿或外层边缘细胞生长状态变化所形成的同心状排列的壳饰。
它分为:
同心纹;
细弱的线纹。
同心线:
较粗的纹饰。
同心层:
更粗而显迭瓦状。
同心皱:
粗而呈波状起伏
3.刺瘤壳饰:
壳刺:
短而细,多为长身贝类所有;
壳针:
粗而长;
壳瘤:
刺针的残留物或不发育的剌状突起叫壳瘤多见于同心状或放射状纹饰的交会点,也有作同心状或放射状排列的。
4.网格状壳饰:
放射状壳饰与同心状壳饰交叉形成网格状壳饰。
(二)壳体后部构造,是重要的分类依据
喙部:
壳的最后端,尖锐突起的部分铰合线(铰缘、主缘):
为两瓣铰合处
主端:
铰合线的两端,可圆可方可展翼壳肩:
自壳喙向两侧伸至主端的壳面,叫壳肩喙脊:
壳肩呈棱脊状铰合面(基面):
壳肩与铰合线之间的三角形壳面
假基面:
类似基面,但界线不明确(后转面),例五房贝,小咀贝、穿孔贝类
三角孔:
铰合面中央,喙下的三角形孔洞,为内茎外伸处,为腹壳发育,有时背壳也有。
三角板:
在胚壳阶段生成的覆盖三角孔大部或全部的板状物。
又分腹三角板,背三角板。
单一△板(自壳
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