师:同学们,上节课我们学习了生命的起源,海洋化学起源说指出地球上的生命通过漫长化学途径,从非生命物质逐步演化成原始生命。那原始生命如何演化出丰富多彩的生物界呢?这节课带着这些问题学习:科学家用什么方法研究生物进化?又有哪些证据印证推测?
首先,请翻开课本第57页,看“想一想,议一议”。右图的动物很陌生,但形态和学过的某类动物相似。有同学说像鸟类,可它为什么不是鸟类呢?细心的同学发现,它翅膀上还有爪子。这就是郑氏始孔子鸟,生活在距今1.3亿年前,没人亲眼见过,图是科学家根据发现复原的。那科学家怎么发现这种动物的呢?有同学提到,七年级学人类起源时讲过,研究者依据大量化石证据研究。我们先看段视频,了解化石如何形成以及科学家对化石的研究。
化石能表明某些生物在什么年代存在,科学家可据其生物特征分类。比如恐龙蛋的发现证实了恐龙的分类,为恐龙属于爬行动物提供依据。1984年,我国云南澄江大生物群的发现轰动古生物界,让人们看到寒武纪生物物种大爆发。这说明生物物种不仅有渐变过程,有时演化速度会突然加快,为生物物种爆发式进化提供证据。古生物史犹如写在石头上,20世纪我国辽宁西部古生物群的发现引起世界轰动。这里发现的中生代古生物化石,涵盖20个门类的动植物化石,包括原始鸟类、鱼类、爬行类、两栖类、原始哺乳类以及翼龙化石等。这些化石为古生物学提供重要证据,填补演化线索的空白。与恐龙同时代的蛙类化石罕见,因其骨骼细弱,遗体来不及被泥沙淹没就会腐烂分解,完整的蛙化石极其珍贵。辽西化石中还有长羽毛鸟的始祖,虽引发不同看法和争论,但对鸟的起源研究意义重大。
中生代以后的新生代是哺乳动物的时代,300多万年前,古猿进化为人,我国古人类学成绩斐然。从200多万年到50多万年前人类头骨的发现,成为研究人类演化的重要材料。化石是大自然的瑰宝,古生物学家依据化石描绘出地球生命发展史。
通过视频,我们知道郑氏始孔子鸟源于化石发现。左图是其化石,专家猜测:一只郑氏始孔子鸟在湖面飞翔,不慎跌落沉入湖底,身体很快被泥沙覆盖掩埋,骨骼和羽毛印痕得以保存。一亿多年后,包裹化石的岩石被偶然发现,剖开岩石,标本重现。研究者根据化石标本,结合生物解剖学知识,复原出右图栩栩如生的姿态,还原其生活时的大小和形态,想象当时生活状态。化石是生物进化最直接、最有力的证据。回到刚才问题,科学家用什么方法研究它?它可能由什么动物进化来?请浏览课本第58页找答案。
相信同学们已找到,研究生物进化关系常用比较的科学方法。请翻到课本58页,把方法记下来:比较是根据一定标准,把有某种联系的事物加以对比,确定相同和不同之处。对不同生物形态结构比较,可推测亲缘关系。
现在想一想,郑氏始孔子鸟和什么动物相似?观察发现它更像鸟类,但翼顶端有爪。回忆学过的动物类群,哪些前肢有爪?两栖、爬行、哺乳动物一般前肢有爪,通过对比,郑氏始孔子鸟也具备一些爬行动物特征。我们来比较它与这两类动物结构特征的相似之处。
师:郑氏始孔子鸟有哪些近似于鸟类的特征?
生:有飞行器官翼,体表有羽,头部前端有角质的喙。
师:与爬行动物比较,有哪些近似特征?
生:前肢末端有爪,尾部在尾羽包裹下有一条由21节尾椎骨构成的长尾巴,喙内有齿。
通过比较,能做出什么推测?
生:推测郑氏始孔子鸟是爬行类向鸟类演化的过渡类群。第一块始祖鸟化石发现在生物进化研究上意义重大。1859年,达尔文出版《物种起源》,其进化论遭许多人反对,重要理由是物种进化中间环节缺失。而郑氏始孔子鸟化石填补了爬行类向鸟类进化的中间环节,为生物进化理论提供有力证据。
研究生物进化,除比较古生物化石结构特征,还能对现存生物器官结构比较,推测亲缘关系,追溯进化过程。请看到课本第58页图7 - 24,马、鹰、蝙蝠形态不同,比较它们的前肢骨,对比相同颜色部分的骨,有什么发现?
