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本文目录

1. 古生物学是怎样的专业

[One]、古生物学是怎样的专业

古生物学是一个冷门，但却又是意义非凡的学科。

在生命科学、地球科学领域，有着不可或缺的重要地位。

同时也是生命起源论、现代进化论的立石根基；地质年代地层划分、古环境气候重建、矿产探勘的主要依据。

根据研究方向，主要有以下的意义：

我们不难发现，古生物学所要解决的问题，和哲学三问和何其的贴合。

对我们自身好奇，对这个世界好奇，探索我们自身，探索这个世界，得到关于我和这个世界的答案。

古生物学对进化论的支撑和补充：

支撑：分支进化、阶段进化、辐射适应、趋异进化、趋同进化、平行进化、动态进化。

补充：不可逆律、相关律、重演律、进步性进化、阶段性进化。

为比利时古生物学家L.多洛所提出。它指出，无论是生物体或其器官，一经演变再不可能在以后生物界中恢复，一经消失也不可能再在后代或别处重现。例如，鱼类演化为陆生哺乳类后，一部分哺乳类又回到海洋成为鲸类，但鱼的鳍、鳃等都不能在鲸类中恢复，鲸类只能靠肺呼吸并以演变的四肢和尾起鳍的作用。根据不可逆律，在较老地层中已经绝灭的化石物种，在较新的地层中不会再出现，不同时代的地层中必具有不同的化石生物群。把层序律和不可逆律结合起来，就构成利用古生物学方法确定地层时代和划分地层的基本原理。

为法国古生物学家G.居维叶所提出。它指出，生物体的各部分发展是相互密切联系的，某部分发生变化，也会引起其他部分相应的变化。这是因为对环境的适应必然影响到许多方面。例如哺乳类对肉食适应会引起牙齿的分化（适应于撕咬）、上下颌强化、感觉敏锐、四肢强壮、趾端具爪等一系列相关的变化。根据相关律，应用比较解剖学的知识，可以从通常保存不完整的化石资料复原其整体，并可据以推断其生态习性，以恢复古环境。

为德国生物学家赫克尔所提出。它指出个体发育是系统发生的简短重演。根据重演律，可以从个体发育追索生物所属群类的系统发生，从而建立系谱，有助于正确分类。例如，将某些单体四射珊瑚从幼年期到成年期顺序切片观察，可看到内部构造初期为单带型，继之为双带型，最后变为三带型。这说明三带型四射珊瑚的系统发生经历了从单带型到双带型到三带型的过程。

古生物的进化有宏观上的不断进步和阶段性进化的特点。历史总的是由少到多、由低级到高级、由简单到复杂的趋势。哈兰等根据2526个属以上类别的时代分布统计，从寒武纪时的几十个增至1000多个。植物、无脊椎动物、脊椎动物分别呈现同样趋势。在16个主要门类中，除裸子植物门、软体动物门、腕足动物门和爬行纲外，均呈分异度增加，由低到高、由简到繁的趋势。

一系列短期的突变（间断）与长期的渐变（平衡）交替发生的过程。突变是由于旧门类的大规模绝灭和紧接着的新门类的爆发式新生和辐射适应；在新门类产生后，可以有一长期的稳定发展的渐变期，直至下一个间断。

大规模绝灭是指许多门类在地球上大部分地区在同一地质时期内绝灭。在隐生宙末，伊迪卡拉动物群的消失代表一次大绝灭。在显生宙，有人统计共有6次大规模绝灭（寒武纪末、奥陶纪末、泥盆纪末、二叠纪末、三叠纪末、白垩纪末）。其中二叠纪末的一次最为剧烈。每一次大规模绝灭，属的交替达百分之数十，种的交替更大，可达90%以上。它们与紧接的新门类辐射适应相结合，构成地史上划分相对地质年代的基础。

关于大规模绝灭的原因，可大致分为生物界本身(竞争、攫食、营养源、营养区、营养水平的改变等)的原因、球内（温度、盐度、气候、氧、浅海、大陆架区等的变化等）的原因和球外（辐射、撞击、磁场改变等）的原因。认为由于地球外星体撞击，激起尘雾，造成蔽光、致冷、毒化等综合影响，引起白垩纪末大规模绝灭；以及由于板块拼合，大陆架区大海退引起二叠纪末大规模绝灭的说法相当流行。

〖Four〗、研究沉积岩和沉积矿产的成因及分布；

〖Five〗、在地球物理、地球化学、构造地质学方面的应用；

这是古生物学在地质学中应用最广、成效卓著的方面。根据地层层序律，生物演化的进步性、阶段性和不可逆性，经过数十年的努力，在19世纪建立了从前寒武系到第四系的地层系统和相应的地质年代系统。

这方面的研究称生物地层学。生物地层学方法中，历史最久的是标准化石法，除了标准化石法、百分统计法等外，对比法，数量（或图解）对比法等。

由于适应环境的结果，各种生物在其习性行为和身体形态构造上都具有反映环境条件的特征。因此搞清了化石的形态、分类、生态后，应用“将今论古”的方法，就可以推断其生存时期的生活环境。这方面特别有用的是指相化石，即能明确指示某种沉积环境的化石。

例如造礁珊瑚的生活环境为海洋，水深不超过100米，水温在18℃以上，海水清澈，水流平静。因此，如果在地层中发现了珊瑚礁体就可以判断其沉积环境为温暖、清澈的浅海。

又如，蕨类植物生活在温暖潮湿的气候环境中，因此在地层中发现大量蕨类植物化石，就指示当时的古气候温暖潮湿。

在使用化石恢复古环境时，应注意不少生物在地史时期中其生活环境有演变过程，例如海百合在古生代是典型浅海动物，现则多数栖居深海。

研究沉积岩和沉积矿产的成因及分布：

许多沉积岩，如某些石灰岩、硅藻土，主要由化石组成，特别是能源矿产（石油、油页岩、煤）主要由动植物遗体转化形成。应用古生物学于找矿的主要有以下方面：

〖One〗、根据成矿化石的时代分布、生态特点等，研究矿产的分布规律；

〖Two〗、广泛使用微体和超微化石，精确地划分对比含矿层位，指导钻探等；

〖Three〗、从古生物化学角度，研究古生物通过吸附、络合、化合等方式富集稀有金属元素的规律；

4.、研究古细菌在矿产形成中的作用等。

在地球物理、地球化学、构造地质学方面的应用：

地球自转速度的变化，引起生物生活条件的变化，反映为生物形态和结构的变化。古生物钟即利用生物生长周期的特征计算地史时期地球自转速度的变化。

例如现代珊瑚体上一年生长期内约有360圈生长细纹，每纹代表一日。在泥盆纪的珊瑚化石上，该生长细纹约400圈，石炭纪的为385～390圈，说明当时每年天数分别为400及385～390左右，这些数据与用天文学方法求得的各地质时代每年的天数大致相同。

用双壳纲、头足纲、腹足纲和叠层石的生长线研究也可得出相似结论。通过计算表明，自寒武纪以来，每年和每月的天数在逐渐减少，说明地球自转速度在变慢。

在构造地质学中，应用已变形化石（腕足类、笔石、三叶虫）和同类未变形化石的对比，来求得应变椭球体的形状和方向。

关于板块构造学说，也不乏借助于古生物学的例子，如南方大陆的分裂，可以用在两侧同时找到淡水爬行动物中龙（Mesosaurus）化石为例。在一系列微板块或地体的研究中，更需借助有关的古生物化石作对比依据。

古遗迹学在研究深海沉积形成的地层时很有意义。

流行文化，如果没有古生物学，绝对不可能出现当下风潮的恐龙文化。

拉马克（无脊椎动物学）、史密斯（生物地层学）、居维叶（提出相关律及绝灭、灾变等概念）、达尔文（他的进化论为古生物学提供了科学的理论基础，同时指出了“化石记录的不完整性”这一缺陷）。

法国博物学家，最先提出生物进化的学说，是进化论的倡导者和先驱。

1809年，拉马克发表了《动物哲学》，提出了用进废退与获得性遗传两个法则。这两个法则，引起了极大的争议，甚至获得性遗传引发了百年之后的学派之争。

值得一提的是，对进化论有误解的人，很大部分人都认为进化论讲究用进废退，是达尔文的理论逻辑之一，但实际，达尔文是直接否定了用进废退，但接受了获得性遗传。

英国地质学家，世界上第一个根据沉积岩层中的生物化石来确定地层顺序的人。

十八世纪后期到十九世纪初，英国史密斯提出生物层序律，为化石应用于地质学，特别为生物地层学的发展奠定了基础。古生物学作为一门学科在此时期完整建立。

法国古生物学者，提出了“灾变论”，解剖学和古生物学的创始人。

他建立了灭绝的概念，首先将化石标本定义为与现生物种具有相等分类学地位的“已灭绝物种”。并提出了灾变论，解释地貌形成原因。

值得一提的是，居维叶反对早期的演化思想，因为物种在地层中都是以突发性方式出现的，没有任何痕迹显示进化的过程。不过，随后近两百年的时间，古生物化石大量发现，填补了空白。至于寒武纪生物大爆发，一直都是未解之谜。

达尔文《物种起源》，提出了生物进化论学说，从而摧毁了各种唯心的神造论以及物种不变论。

值得一提的是，很多人认为现在很多科学家反对进化论（演化论）。但实际，反对的不是进化本身。实际，现代生物学界，一方面抛弃了原生达尔文进化理论，另一方面却是完善了进化理论，诞生了现代综合进化理论。虽然新进化理论依旧还有一些无法完善的地方，但却是当前解释生物进化，最为完美的假说，没有之一。

传统意义上，根据研究的不同对象，把古生物学分为古植物学和古动物学两大分支。

古人类学既是人类学的分支学科，又是古脊椎动物学的分支学科。根据个体微小的动植物化石或大生物体微小部分的研究，又形成了微体古生物的分支学科，在理论和实践上显示出重要的意义。

近代研究逐渐向生物学方向转变，称为近代古生物学或理论古生物学。

古生物学与地质学、化学、物理学、数学、遗传学等结合，形成交叉学科。

不同学科在古生物学大范畴下的具体研究和成果，有兴趣的可以去自行了解。

例如，就古生物化学来说，大致有两个方向：

一个方向着重研究化石与沉积岩中的有机质，将它作为化学化石以探索地史中化学有机物演变规律。在最古老岩石中寻找和研究这种化学化石，对探索地球上生命起源有重要意义。

另一方向是研究古生物骨骼的化学成分，特别是其矿物组成、痕迹化学成分及同位素成分。

②海水古环境参数（盐度、温度）的测定；

③碳酸盐岩等以化石作为主要成分的岩石化学及成岩作用；

⑤以骨骼化学为基础的生物分类；

⑦应用化学演变进行年代地层学研究；

⑧富集于有机物中的稀有元素(铀、镍、钒、钴)矿产的形成分布规律等。

中国是古生物化石多样性最丰富的国家之一，长期以来在世界古生物学界的地位举足轻重。尤其是近十多年来通过古生物学和生物学的交叉研究；相继在生命起源、鸟类起源及被子植物起源等问题的研究中取得了突破性的进展，令世人瞩目。如云南澄江动物群中最早脊索动物的发现、辽西带羽毛的恐龙—中华龙鸟的发现等等，这些成果相继在“science”、“nature”上发表数十篇论文。

有兴趣的可以看看BBC大卫艾登堡解说的《博物馆奇妙夜NaturalHistoryMuseumAlive》，b站可看。

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