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祭伏羲、黄帝、炎帝. 国之大事,唯 祀 与戎. 毛泽东 《 祭黄帝陵 》. 追寻寒武纪大爆发时的 人 类 远 祖 (约 5.2 亿年前) --- 舒 德 干 ---. 9 月 28 日 孔庙祭孔 -- 教师节. 基因一脉相承!. 杜牧: 《 清明 》 “ 清明时节雨纷纷, 路上行人欲断魂; 借问酒家何处有,牧童遥指杏花村”. 远祖 指主要器官构造( 如头、脊椎、 心脏等 )的 创造者 及 随后的重要创新 ( 如颌、四足、羊膜卵的出现等 )
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祭伏羲、黄帝、炎帝 国之大事,唯祀与戎 毛泽东《祭黄帝陵》 追寻寒武纪大爆发时的人 类 远 祖(约5.2亿年前)--- 舒 德 干 --- 9月28日孔庙祭孔--教师节 基因一脉相承! 杜牧:《清明》 “清明时节雨纷纷, 路上行人欲断魂; 借问酒家何处有,牧童遥指杏花村”
远祖指主要器官构造(如头、脊椎、 心脏等)的创造者及 随后的重要创新 (如颌、四足、羊膜卵的出现等) --发生于1-5.3亿年前。 乃进化史上的 重大里程碑! -与现代人类共享多重同源异型基因簇(Hox-gene clusters) 近祖是指猿人、古猿;约5百万年来的 近代演化产物, 其器官构造的进化只有改进/改良,而无 器官创造。 --她们与现代人类极相似, 两者共享98%以上的基因。 谁启迪我们学会追寻近祖和远祖?---达尔文!
目 录 1, 前言: 沿着达尔文的道路往前走 2, 进化论简介及其十大猜想 3,五亿年以来人类祖先序列 演进的主要里程碑 4, 寒武纪大爆发与动物树成型 ---澄江动物群研究的重大贡献 5,寒武大爆发时的人类远祖
推动地球转动的人 最终创建“第一原理” 改变人类世界观的思想革命: 1. 哥白尼革命(无机界) 《天体运行论》(1543年) --------------------------------------- 2. 达尔文革命(有机界) 《物种起源》(1859年) 思想革命比科技更重要!
物种起源 人类的由来 现代科学和人文学者舍默(M. Shermer) 讲了一个简明而深刻的哲理:达尔文与进化 论之所以特别重要,科学之所以特别重要, 是因为他们在协力解答一个核心人文命题 --我们是谁,我们从哪里来,到哪里去。 达尔文两部划时代著作 既是科学作品,更是人文哲学宝库 1871 1859 “人类由低等动物演化而来”
达尔文之前,神创论占主导地位 神创论主张:上帝创造了亚当、夏娃, 繁衍出整个人类; 中国神话:盘古开天地, 女娲造人。
当今世界神创论仍有很大的市场 1,美国40%的受访者赞成“人类与黑猩猩享有 共同祖先,人类起源于古猿”; 另有40%的人反对; 20%的人不确定。 2,在土耳其(伊斯兰原教旨主义),上述调查 结果是: 25%的受访者赞成, 75%的人反对。 科学进化论任重道远!
目 录 1, 前言: 沿着达尔文的道路往前走 2, 进化论简介及其十大猜想 3,五亿年以来人类祖先序列 演进的主要里程碑 4, 寒武纪大爆发与动物树成型 ---澄江动物群研究的重大贡献 5,寒武大爆发时的人类远祖
《动物学哲学》(1809) 进化论的奠基人之一 J. Lamarck 拉马克, 1744-1829 达尔文之前的进化思想背景(法国) 布丰(G. Buffon,1707-1788),进化论先驱者。著《自然史》36+8卷, 质疑《圣经》。
少年达尔文和他的妹妹 凯瑟林(Catherine) “我生来就是博物学家” (born in 1809-02-12) 达尔文 林肯
喜爱科学实践! A box of beetles that belonged to Charles Darwin Cartoon of Darwin by a fellow undergraduate and beetle-collector, Alber Way
one of Darwin’s rooms at Christ’s College Cambridge 剑桥大学基督学院(1828-1831) 达尔文的人生前途? 1,志趣、毅力; 2,运气 Christ’s College, Cambridge
J. Henslow 人生重大转折:“贝格尔”号环球旅行 ---认识自然真谛的伟大历程 (1831-1836)
The funeral of Charles Darwin at Westminster Abbey in 1882. 与牛顿比肩长眠 威斯敏斯特大教堂(伦敦)
进化的主要证据: 1,化石演化证据 2,胚胎发育学证据 3,生物地理学证据 4,分子生物学证据 5,自然选择驱动适应性,变异 积累导致新物种不断形成 2009 为什么说进化是真实的? 为什么要相信达尔文?
生物学对自然科学最大的贡献:进化论思想 物理学开始接受进化论:宇宙大爆炸假说 宇宙、银河系演化,太阳系演化,地球演化 综合进化论奠基人杜布赞斯基: 生物进化论(演化论)是一个庞大的思想体系, 是整个生命科学的核心和灵魂。 达尔文是思想史上的“超级达人” 诺贝尔化学奖得主普利戈金: 耗散理论将无机科学与生命科学统一于进化理论; 自然科学的 “第一原理”–广义进化论 --甚至还深刻影响着人文哲学学科.
1859 物种起源 进化论值得认真学习. Visit to the Down House in 1998
《物种起源》 [英] 达尔文 著 舒德干等 译 1859 2005年北京大学出版社精装 2001年陕西人民出版社第一版 2006年陕西人民出版社精装本 达尔文革命的主要标志
十大猜想构建了进化论大厦的主体 《物种起源》导读 进化论十大猜想 --10个重要思想 约2万字 4万余字 1859 该译本在我国受欢迎: 重印7+14次
哲学思辩 演化实证 进化论的十个主要学术猜想(思想) 1 拉马克第一猜想: 渐变论 2 拉马克第二猜想:用进废退及获得性遗传 3 Wells-Darwin-Wallace 猜想: 自然选择 4 达尔文核心假说:生命之树 5 达尔文-Eld/Gould’s Hyp.:间断平衡 6 孟德尔遗传猜想: 基因遗传 7 Kimura’s Hyp.: 分子中性演化论 8 布丰-达尔文: 人类的自然起源假说 9 真核生命“内共生起源假说: (by Lynn Margulis) 10 动物界三幕式爆发成型假说 --寒武大爆发本质属性解读
1859 1859 共祖 “生命之树”思想形成 达尔文期盼:各级生命之树能得到实证和完善 1837 1837,B笔记
3,人类 2, 动物界形成 1, 原核生命 真核生命 3800Ma Woese et al. 1990;Knoll, 1999; Brocks et al. 1999 生命全树: 约100亿物种
进化论的十个主要学术猜想(思想) 1 Lamarck’s Hyp. 1:Gradualism 渐变论 2 Lamarck’s Hyp. 2:Inheritance of acquired characteristics 3 Wells-Darwin-Wallace Hyp.自然选择 4 Darwin’s 核心假说: 生命之树 5 Darwin-Eld/Gould’s Hyp.:Punctuated equilibrium 6 Mendel's Laws of Inheritance: concept of Genes 7 Kimura’s Hyp.:“Neutral” molecularly 8 Buffon-Darwin’s Hyp.:人类的自然起源 9 真核生命“内共生起源” Hyp.:(by Lynn Margulis) 10 动物界三幕式爆发成型假说 ---寒武大爆发本质属性
人类的远祖系列 39 ‘代’ 《人类祖先的故事》2004年 R. Dawkins Born in 1941; Evolutionary Biologist; Fellow of Royal Society; Oxford University The Selfish Gene 1976 The Blind Watchmaker 1986 River Out of Eden, 1995 Climbing Mount Impossible 1996 Unweaving the Rainbow 1998 A Devil’s Chaplain 2003 The Ancestor’s Tale 2004
目 录 1, 前言: 沿着达尔文的道路往前走 2, 进化论简介及其十大猜想 3,五亿年以来人类祖先序列 演进的主要里程碑 4, 寒武纪大爆发与动物树成型 ---澄江动物群研究的重大贡献 5,寒武大爆发时的人类远祖
新生代 哺乳 侏罗纪 二叠纪 羊膜卵 石炭纪 登陆 泥盆纪 颌 志留纪 现代人类 4亿年前 5亿年前 3亿年前 2亿年前 1亿年前 奥陶纪 无颌 寒武纪 第一鱼?? 脊椎动物各大类的主要创新阶段
人属(Homo):研发工具、语言 类人猿:直立行走 爬行类出现羊膜卵 两栖类:四足鱼登陆 早期有颌鱼 从最早脊椎动物演进到人类的主要里程碑 亿年前 0.02 0.07 3.5 4.0 5.0
早期无颚鱼类 (半环鱼) 一种棘鱼(有颚鱼类) 生活在大约4亿年前。 从无颚(颌)到有颚
初级登陆革命 --回水中产卵 鱼石螈 Ichthyostega: 具有鱼形尾巴,游泳胜过爬行 活化石:拉蒂曼鱼 格陵兰, 泥盆纪 Acanthostega:由叶鳍鱼进化而来,它有与这些鱼相似的鳃、肺、尾鳍和头颅。
卵黄 雌性蛇护卫它的卵,产在陆地 上的卵比水中的卵更易得到保护。 羊膜 胚胎 卵壳 完全征服陆地: 爬行类出现羊膜卵
Hylonomus(林蜥),它是最早的 爬行动物之一,产于加拿大。
( 约300万年前) 人类的近期起源--人科演化的化石证据 地猿始祖种 Science: 2009年 十大科学进展之首 ( 约500万年前)
Class Mammalia 哺乳动物纲 Order Primates 灵长目 直立行走 Superfamily Hominoidea 人猿超科 猴类 Pongidae Hominidae 人科 长臂猴科 大猿科 Hylobatidae 制造工具 大猩猩 猩猩 黑猩猩 Homo 人(属) Pan Gorilla Pongo 长臂猴 Hylobates 人 科 智人(种) 现代人 人 属 Homo sapiens 白种人 黑种人 棕种人 黄种人 南方古猿 直立人 黄种人 白种人 黑种人 棕种人 现代人类的起源演化谱系图
4万年前 1.5-3万年前 6万年前 10万年前 3.5-6万年前 智人走出非洲: Estimated times when populations of early H. sapiens (智人)were colonizing different parts of the world.
新生代 哺乳 侏罗纪 二叠纪 羊膜卵 石炭纪 登陆 泥盆纪 颌 志留纪 现代人类 4亿年前 5亿年前 3亿年前 2亿年前 1亿年前 奥陶纪 无颌 寒武纪 创造脊椎和头的第一鱼? 脊椎动物各大类的主要创新阶段
Vertebrates 人属(Homo):研发工具、语言 类人猿:直立行走 爬行类出现羊膜卵 两栖类:四足鱼登陆 早期有颌鱼 脊椎动物始祖: 最早无颌鱼--第一鱼? 寒武纪 从最早脊椎动物演进到人类的主要里程碑 亿年前 0.02 0.07 3.5 4.0 5.0
目 录 1, 前言: 沿着达尔文的道路往前走 2, 进化论简介及其十大猜想 3,五亿年以来人类祖先序列 演进的主要里程碑 4, 寒武纪生命大爆发与动物树成型 ---澄江动物群研究的重大贡献 5,寒武大爆发时的人类远祖
45亿年前地球形成 寒武纪大爆发(5.4亿年前) ---动物门类大爆发 人类出现 生命起源(约40亿年前)
大突变— 达尔文的困惑 寒武纪动物大爆发 “几乎所有的动物门类都站在同一起跑线上”? 还是三个动物亚界分期分批形成?
S. Gould (1973): “一幕式”假说 所有门类都站在同一起跑线上:<2Ma? 2原口动物亚界 1基础动物 “寒武大爆发”被列入自然科学十大难题 Ch. Darwin (1859): “非爆发”假说 R. Fortey et al (1997): “二幕式”大爆发 19世纪至20世纪关于寒武大爆发的三大假说 (皆包含部分真理,但不完善;有待发展) 寒武大爆发的内涵应该与动物树成型相关!
原口动物亚界: 较高级新陈代谢系统 1)三胚层、体腔 2)完整消化道(口-肠-肛) 后口动物亚界: 新陈代谢系统革新 1)消化道双出口--连续取食 2)鳃裂型呼吸 原口动物 亚界 后口动物 亚界 基础动物亚界 现代动物树 1993 基础动物亚界:低级新陈代谢系统 --消化道不完整:无专用口,无专用肛(口肛合一) 动物界三分 源自三大创新 --新陈代谢三升级 (进化阶段性) 1-多细胞化 2-完整消化道 3-消化道双出口、 鳃裂型呼吸 三分动物树框架 何时形成?? 动物界谱系图
1990年代 1859年 现代动物树 《物种起源》 现代动物树如何起源? 共祖 2004年 中国学者勾画的早寒武世动物演化树 达尔文期盼:动物谱系树 能得到实证和完善 1837年
2,小壳动物群 3, 澄江化石库 早寒武世 5.4-5.2 亿年前 昆明市 1,埃迪卡拉动物群 前寒武晚期 5 .6 亿年前 澄江县 澄江动物群是观察寒武大爆发奥秘的 最佳科学窗口 4个重要的科学窗口 4,布尔吉斯页岩 中寒武世 (5.1 亿年前)
??? ??? ??? Marjum Formation 寒武纪中期 Wheeler Formation 布尔吉斯页岩 Spence Shale Kaili(China) Taijiang (China) 525Ma Mount Cap (Canada) Kinzers Shale; Parker Slate(USA) 第二世 Emu Bay Shale 寒武纪早期 Sirius Passet (Greenland) 3 澄江动物群 Poland (Poland) Niutitang Formation 第一世 2 小壳动物群 1 543Ma 埃迪卡拉动物群
前寒武纪末期的动物世界: ---基础动物亚界大爆发! 各种“文德动物” (埃迪卡拉纪或文德纪、始寒武纪)– 大爆发的“第一幕”
Paracarinachites parabolicus Chancelloriid spicules Sinosachites flabelliformis Paracarinachites spinus Paracarinachites sinensis 寒武纪第一世的小壳化石及遗迹化石,代表着原口动物亚界的爆发成型。
布尔吉斯页岩 ? ? ? ? 3 后口动物爆发? 2 原口动物爆发 1 基础动物爆发 Marjum Formation 寒武纪中期 Wheeler Formation Spence Shale Kaili(China) Taijiang (China) 525Ma Mount Cap (Canada) Kinzers Shale; Parker Slate(USA) 第二世 Emu Bay Shale 寒武纪早期 Sirius Passet (Greenland) 澄江动物群 Poland (Poland) Niutitang Formation 第一世 小壳动物群 543Ma 埃迪卡拉动物群
加拿大中寒武世布尔吉斯页岩动物群—5.1亿年前加拿大中寒武世布尔吉斯页岩动物群—5.1亿年前 寒武纪动物群认识大进步; 但后口动物亚界发育不全。 S. Conway Morris C.D. Walcott H.B. Whittington D.G. Briggs
西北大学早期生命研究所:重点研究澄江动物群西北大学早期生命研究所:重点研究澄江动物群
100 km 古生物工作者的天堂 海口地区 澄江地区 帽天山 云南省澄江化石库的地理分布 Kunming