(A) 同源器官及趋异演化.PPT

演化 / 進化(Evolution) 演化的証據 (evidence of evolution) 演化的機制 (mechanism of evolution) ( 參考課文 “生物學探究” 上冊 P.256 – 276 ) 演化的証據(Evidence for evolution) 古生物學 / 化石証明 (paleontology / fossils record) 地理分佈 (geographical distribution) 比較解剖學 (comparative anatomy) 胚胎學 (embryology) 比較生化學 (comparative biochemistry) 分類學 (classification) (1) 古生物學 / 化石証明 (Palaeontology / fossils record) 是研究化石的一門學科，早於達爾文提出進化論前已廣為人知 化石 (fossils) 保存了很久以前留下來的動植物遺體 由泥漿或淤泥慢慢沉積而形成的岩石 化石的形成(Formation of fossils) 化石的種類(Types of fossils) 完整的生物 藏在針葉樹的樹脂內 (如松節 resin、瑪瑙 amber) 藏在酸性的沼澤源 (bogs) 內 於冰河時期急凍為冰塊 (如: 西伯利亞找到的有毛猛獁 mammoths) 困於柏油中 (如: 美國加州的 asphalt lakes) 堅硬的骨骼 形成大部份動植物化石 被沉積岩所掩埋 (如骨骼、外殼、及牙齒等) 鑄模及鑄造物 (moulds casts) 屍體上堅硬的部份被沉積岩掩埋，再硬化成為石塊 但動物的骨骼卻溶解，遺留凹陷的部份如鑄模 當它被幼細的物質填滿後，便會成為鑄造物 跡像 / 印記 (impressions / imprints) 生物在死後在泥沙上形成 如動物的腳印、蹤跡、及管道等，並迅速被砂埋入或被其他沉積物覆蓋 可顯示動物的體型及姿勢等 (如恐龍的腳印) 石化作用 (petrifaction) 當屍體迅速埋於沙泥中，其通氣的骨骼可被礦物鹽填滿而硬化成為化石 糞便 古時生物的糞便被沉積岩所壓而沒有分解 有時，亦會顯示出其所遺食的食物 (如獵物的牙齒及鱗片等) 例子: 馬骨骼的化石資料 是現時最完整的化石記錄 於北美洲的沉積岩中被發現 從化石的資料可足以証明: 馬的牙齒及四肢發生重大的變化 馬的演化可分為五個階段 馬的五個演化階段 始新世時的 Hyracotherium 屬 最早出現的單趾有蹄哺乳動物 在始新世早期於北美及歐洲廣泛分佈，至漸新世早期絕種 (北美的卻除外) 漸新世時的 Mesohippus 屬 Miocene 時的 Merychippus 屬 上新世時的 Pliohippus 屬 科學家相信牠是現代馬的祖先 更新世時的 Equus 屬 這時從北美冒起，並遷移至歐亞及非洲，再演化成斑馬、 驢、及現代的馬匹 但卻在人類到達北美後 (即距今數千年前) 卻絕種消失，直至數百年前再由歐洲人將馬匹再次引入北美洲 馬對環境轉變的適應 ? 演化 體形逐漸增大 四肢伸長 旁側趾變小且逐漸消失 中趾伸長及增大 背部變直及強壯 感覺器官高度發育 腦部的體積及複雜性增加 門齒的闊度亦增加 大臼齒替代了部份臼齒 牙齒的長度增長了 白堊質分泌以支持牙齒的側面 化石的用途(Use of fossils) 可利用放射性同位素年份鑑定法 (radioisotopic dating / carbon dating) 推測化石的年齡 或從沉積岩觀察其內的化石 科學家發現最底層即最老的化石內含早期形成的化石，化石數量少且生物的結構簡單 最高層的則為最近期形成的石，化石的數量較多，且結構較為複雜 對化石証據的批評(Criticisms of fossils) 因欠缺連續性的化石記錄，所以有些重要的証據仍然遺失 (missing links)，如: Seymouria (兩棲動物及爬蟲類的演化証明) Archaeopteryx (爬蟲類動物及鳥類的演化証明) Cynognathus (爬蟲類動物及哺乳動物的演化証明) 不完整化石記錄的原因 : 生物的屍體迅速被分解 生物的屍體被食腐動物吞吃了 軟體生物不易形成化石 只有少數生物剛好於適合化石形成的條件下死去 只有少數化石被人類發現 (2) 地理分佈 (Geographical distribution) 研究地球上生物的分佈稱為生物地理學 (biogeography) 所有生物也以不同程度的適應力居住於其生境內 假若在某地理區域內的生境，其非生物因素及生物因素也可支持某品種的生物生存， ? 這