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化石(fossil) 保存在岩层中的古生物遗体、遗物和活动遗迹。
形成条件 地史时期的生物,只有一小部分与地质环境相适宜,保存下来成为化石:①生物本身必须具有一定的硬体,如无脊椎动物的贝壳、甲壳,脊椎动物的骨骼、牙齿,植物的树干、叶子和孢子、花粉等;②生物死亡后必须迅速地被沉积物埋藏起来,免遭生物、机械或化学作用的破坏;③必须经过较长时间的各种石化作用。生物遗体如果是原地埋藏,就比较容易形成完整的化石,如中国山东临朐晚第三纪中新统山旺组中保存大量完好的动、植物化石。另一种情况是生物死后的遗体可能经受各种搬运作用,这些在异地埋藏的化石,一般都有不同程度的损坏,分选程度较好,有时还有定向排列现象。以生物的遗体、遗迹的埋藏和化石的形成过程作为研究对象的学科,称为埋藏学。
保存类型 化石保存类型一般可分为实体化石、模铸化石、遗迹化石和化学化石。①实体化石是指古生物遗体本身全部或部分被保存下来的化石,如中国抚顺第三纪煤层中琥珀内的昆虫化石,是在严密封闭的情况下保存下来的。西伯利亚第四纪冰期冻土中的猛犸象,是在严寒冷冻的条件下整体保存的。但多数化石仅能保存生物的硬体部分,而且经受了明显的变化,即石化作用。具有几丁质、几丁—蛋白质或蛋白质骨骼中容易挥发的成分(氧、氢、氮)经升溜作用而消失,仅留下碳质薄膜,因而又称炭化作用,如笔石和植物的叶子经炭化作用保存下来。生物硬体的组成物质,部分被地下水溶解,由外来矿物质填充代替,就可以保存原来硬体的微细构造,称为交代作用,如硅化木,其年轮甚至植物细胞形状仍能清晰可见。②模铸化石是指生物遗体在底质、围岩、填充物中留下的印模和复铸物。根据化石与其围岩的关系可以分为若干类型,如印痕化石、印模化石、铸型化石和复型化石。③遗迹化石是指古代生物生活活动时,在底质沉积物表面或内部留下的痕迹和遗物,如脊椎动物的足迹化石、蠕形动物的爬迹化石和动物的排泄物粪化石或卵化石。广义的遗迹化石还包括旧古器时代古人类的劳动工具、文化遗物等。④化学化石是指古代生物的遗体虽然未能保存下来,但组成生物的有机成分经分解后形成各种有机物如氨基酸、脂肪酸等,仍可保留在岩层中,足以证明古代生物的存在。这类化石叫化学化石。
化石的类群 古生物与现代生物一样,一般分为低级的原核生物和高级的真核生物两大类,共有5个界,即原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界,界以下依次为门、纲、目、科、属、种等单位。
由于生物是由低级到高级发展到现代的,地史上各个时期的生物门类都不相同,每个时期的化石类群与当时的生物门类相关。不同地史时期有其发达的生物门类,也就有其特征的化石类群,有些门类在该时期占统治地位,有些门类在该时期衰退或灭绝。总之,按时间的进程,生物门类与化石类群的变化,显示了生物演化的系统发展历史。
偶们学地质的化石是古代生物留在岩石层里的遗骸或遗迹。你看到留在石头上的那些树叶或鱼、虫的形状,是古代生物的遗迹。有些古代生物的遗体也能保留下来,当然保留下来的并不是原来的机体,已经变得和石头一样了。比如我国发现的大批恐龙蛋化石,就是几千万年前恐龙的蛋演变成的,虽然已经变成了石头蛋子,但它的形态、大小都没有变化,里面还有有机物成分。
化石的用途可大啦。地球上生命的演化经历了多少亿年,每个时代的生物特点都不一样,如果在岩层里发现了化石,就可以依据这种生物所生活的时代,确定岩层形成的时间,用以鉴定岩层的“年龄”。
有不少有用的矿物,像石油、磷、锰等的生成,和当时的地理环境有关,知道了古代的地理环境之后,会有助于寻找这些宝藏。
化石还能把地球上地壳变动、沧桑变化反映出来。鱼是水里的动物,如果在山上找到了鱼的化石,就说明这里地壳抬升了;如果在海底岩层中发现了树木或陆地生物的化石,那就说明这里曾是陆地,是地壳的变动使它沉入了海底。
“活化石”是在种系发生中的某一线系长期未发生前进进化,也未发生分支进化。更未发生线系中断(绝灭),而是处于停滞进化状态的结果。并须仍是现生的种类。
在生境不变,成种率极低的情况下,这些生物在几百万年时间内没有发生什么变化。于是相应的就形成了一些延续了上千万年的古老的生物,同时代的其他生物早已绝灭,只有它们独自保留下来,生活在一个极狭小的区域,被称为“活化石”。
1938年在非洲东南部海中,首次发现残存的总鳍鱼类矛尾鱼,是世界闻名的1种活化石。我国现在的裸子植物银杏、水松和哺乳动物大熊猫等,均被世界公认为珍贵的活化石。
另一些在地史时期,曾广泛分布而长期生存至今的动物,如腕足类的海豆牙等,也是“活化石”,但它们不是孑遗生物。
总之,孑遗生物一定是“活化石”,但“活化石”不一定都是孑遗生物。
二、植物“活化石”
被誉为“活化石”的中国树种有:银杏,银杉,珙桐,香果树等。
1、银杏
银杏树又名白果树,古又称鸭脚树或公孙树。远在二亿七千多万年前,银杏的祖先就开始出现了,和当时遍布世界的蕨类植物相比,它还是高等植物。到了一亿七千多万年前,银杏已和当时称霸世界的恐龙一样遍布世界各地,后来,绝大部分银杏像恐龙一样灭绝了,只在我国部分地区保存下来一点点,流传到现在,成为稀世之宝。
银杏树分雌雄,雄的银杏树,只长雄性的花,雌的银杏树,只长雌性的花,受精后才会结出圆圆的果实,一般称为白果。
银杏是裸子植物银杏纲惟一存留下来的一个种。现在浙江天目山一带尚可见到野生银杏。因此,银杏有"活化石"、植物中的"熊猫"之称。
银杏树是世界上十分珍贵的树种之一,并与雪松、南洋杉、金钱松一起,被称为世界四大园林树木。
银杏树不仅以其俊美挺拨、叶片玲珑奇特而具有极高的观赏价值,而且她适应性强,药用功效大,经济价值亦非常可观。
2、水杉
水杉为落叶、针叶大乔木。它以树姿优美,枝叶繁茂,叶色多变而独具一格,被列为古稀名贵植物之一,为我国一级保护植物。
水杉,这个经历了第四纪冰川浩劫的珍贵孑遗植物,它生长迅速,10年左右就高达10余米,一般2O年便可成材。材质轻软,纹理通直,结构细密,是造船、建筑、桥梁、农具和家具的良好材料,又是造纸工业的好原料。
水杉不仅是珍贵的“活化石”,而且它有很强的生命力和广泛的适应性,生长迅速,是优良的绿化树种,不但已在我国各地广为栽培,世界很多国家也争相引种栽培,使这珍贵的树木在全球范围内生生不息。
三、动物“活化石”
在中国被誉为“活化石”的动物有:
国宝大熊猫、水中“活化石”中华鲟等
1、大熊猫
迄今为止,全世界200多个国家和地区几乎濒临绝迹的大熊猫,只有在我国的四川、陕西、甘肃部份地区的深山老林中才能找到它们的身影。目前全世界的大熊猫总数仅1000只以下,而且数量在不断减少。
在动物学上,大熊猫属食肉目。熊猫从分类上讲属於哺乳纲食肉目动物,但食性却高度特化,成为以竹子为生的素食者。大熊猫主食竹子,也嗜爱饮水,大多数大熊猫的家园都设在溪涧流水附近,就近便能畅饮清泉。大熊猫性情温顺,一般不主动攻击人或其它动物。大熊猫的视觉极不发达。
2、中华鲟
又称鳇鱼,国家一级保护动物。属于软骨硬鳞鱼类,身体长梭形,吻部犁状,吻端尖,略向上翘。口下位,成一横列,口的前方长有短须。眼细小,眼后头部两侧,各有一个新月形喷水孔,全身披有棱形骨板五行。
中华鲟有一亿多年的悠久历史,如此古老鱼类已经不多。从它身上可以看到生物进化的某些痕迹,所以被称为水生物中的活化石,具有很高的科研价值。
四、新的“活化石”物种不断地在被发现
有些物种,长期以来,被人们认为已经灭绝,但通过科技工作者不发懈的努力,或是偶然的机会,在世界各地时有发现,仍在存活的,但数量很少的,可称为“活化石”的物种。
如近期新疆发现比恐龙早两亿年的传奇动物——“活化石”新疆北鲵。新疆北鲵是一种有着近3亿年历史的古老动物。
“活化石”的发现,对于研究地理变化、物种进化,具有重要的意义。有些“活化石”具有非常重要的经济价值,如:被誉为“活化石”的银杏、银杉、中华鲟等,具有很高的经济价值。
可以预见,随着人们对“活化石”意义的进一步了解和努力,许多长期还没有被发现的“活化石”物种,将会重新被人们发现.
化石有三叶虫化石,植物化石,贝壳化石,足印化石,恐龙化石,鱼化石等。化石保存条件:有机物拥有坚硬部分、生物在死后须避免被毁灭、生物须被某种能阻碍分解物质迅速埋藏起来。化石保存类型:实体化石、模铸化石、遗迹化石和化学化石。
化石有三叶虫化石,植物化石,贝壳化石,足印化石,恐龙化石,鱼化石等。
2、化石形成条件:
(1)有机物必须拥有坚硬部分。如壳、骨、牙或木质组织。然而,在非常有利的条件下,即使是非常脆弱的生物,如昆虫或水母也能够变成化石。
(2)生物在死后必须立即避免被毁灭。如果一个生物的身体部分被压碎、腐烂或严重风化,这就可能改变或取消该种生物变成化石的可能性。
(3)生物必须被某种能阻碍分解的物质迅速地埋藏起来。而这种掩埋物质的类型通常取决于生物生存的环境。
3、化石保存类型一般可分为实体化石、模铸化石、遗迹化石和化学化石。
(1)实体化石是指古生物遗体本身全部或部分被保存下来的化石,如中国抚顺第三纪煤层中琥珀内的昆虫化石,是在严密封闭的情况下保存下来的。
(2)模铸化石是指生物遗体在底质、围岩、填充物中留下的印模和复铸物。根据化石与其围岩的关系可以分为若干类型,如印痕化石、印模化石、铸型化石和复型化石。
(3)遗迹化石是指古代生物生活活动时,在底质沉积物表面或内部留下的痕迹和遗物,如脊椎动物的足迹化石、蠕形动物的爬迹化石和动物的排泄物粪化石或卵化石。广义的遗迹化石还包括旧古器时代古人类的劳动工具、文化遗物等。
(4)化学化石是指古代生物的遗体虽然未能保存下来,但组成生物的有机成分经分解后形成各种有机物如氨基酸、脂肪酸等,仍可保留在岩层中,足以证明古代生物的存在。
说美玉奇石话物华天宝
侃黔山贵水析鬼斧神工
接着上期《石头侃贵州 石头里的花纹,原来是真正的“天书”》,我们接着介绍贵州常见的古生物化石。
珊瑚
珊瑚是一种古老的海洋动物,至今仍十分繁盛,喜欢温暖洁净的海水,我国南海诸岛有不少就是由珊瑚礁构成。珊瑚出现很早,原来认为出现在2.4亿年前,近年日本学者研究认为出现在5亿年前。贵州的珊瑚化石有 单体珊瑚 和 群体珊瑚 两大类,分布广泛。单体珊瑚中有一种就以贵州命名,叫做 贵州珊瑚 ,其化石很像黄牛角。而群体珊瑚剖面在显微镜下能看到它美丽的花纹。
群体珊瑚(左)群体珊瑚横剖面显微照片(右,图片源自中国地质科学院地质研究所《中国区域地质志》《沉积岩鉴定手册编制》项目)
?化石
?,又叫纺锤虫,也是贵州多见的一类古生物化石,有的石灰岩几乎全由?的化石构成。?是已经绝灭了的海生动物,小的有如稗籽,大者不过豆粒大小。最早出现在距今约3.3亿年的早石炭世晚期,个体很小;至二叠纪达到全盛,个体增大,构造复杂;到距今约2.25亿年前的二叠纪末绝灭。?在地质 历史 中延续短暂,全部生活经历约1亿年。其间共繁衍出200余属及亚属6000余种。由于其演化迅速,因此是一种比较“精确”的地质时钟,是详细划分和对比石炭纪和二叠纪海相地层的重要化石之一。贵州二叠纪地层中就产出不少含有?化石的石灰岩。
叠层石
叠层石,是由藻类在生命活动过程中,将海水中的钙、镁碳酸盐及其碎屑颗粒粘结、沉淀而形成的一种化石。随着季节的变化、生长沉淀的快慢,形成深浅相间的复杂色层构造。叠层石的色层构造,有纹层状、球状、半球状、柱状、锥状及枝状等。叠层石是一种十分古老而又“长寿”的化石。世界上最古老的叠层石发现于非洲南部,同位素年龄为28亿年左右。叠层石在贵州也有不少产出。
叠层石(左,陈明华供图)显微镜下的叠层石(右,图片源自中国地质科学院地质研究所《中国区域地质志》《沉积岩鉴定手册编制》项目)
除上述古生物化石外,接下来要介绍的更为新奇特殊,让我们一睹为快!
半甲齿龟化石
半甲齿龟,目前已知最古老最原始的乌龟,为生活在2.2亿年前的晚三叠世早期的小型水生爬行动物,体长30~50厘米。因仅腹部有完整的甲壳而背部甲壳发育不全、生有细密而尖锐的牙齿,故名半甲齿龟。半甲齿龟化石系中国科学院古脊椎动物与古人类研究所副研究员李淳、贵州地质调查院王立亭研究员等人于本世纪初在关岭自治县新铺乡沙星村附近发现的。
新铺中国豆齿龙化石
新铺中国豆齿龙,其化石发现于关岭自治县新铺乡。豆齿龙化石个体不大,全长约50~150厘米,其中尾长就占了将近一半,背甲完整,没有腹甲。背甲由数十块骨板组成,绝大多数的骨板基本形态为六边形,中心处有不同程度的隆起。这种“龙”看起来很像是龟。
(部分图片源于网络)
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