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科学与神学的第二次冲突
演化论
地球上生物的起源
上帝说:「地要生出活物来,各从其类
(according to their kinds);
牲畜,昆虫,野兽,各从其类.」事就
这样成了.
於是上帝造出野兽,各从其类;牲畜,
各从其类;地上一切昆虫,各从其类.
上帝看著是好的
创世记1:24-25
地球上生物的起源
自然发生说
-非生物=>简单生物
腐肉生蛆
腐草生蝇
垃圾生老鼠
预造说(preformation theory)
-精子与卵子带著微小生物(夏娃与亚当时期
已造好)=>授精=>生育机制
地球上生物的起源
哈维(1578~1657)
-每种动物均由卵子产生(非自然发生)
瑞迪(1626~1697)
-蛆为小蝇下蛋孵化而成
史巴兰让尼(1729~1799)
-精子与卵子接触,为生命发生所不可或缺
地球上生物的起源
1830年前的普遍看法
-人生活於稳定不变的行星,上面住著不变的
物种,与上帝创造时一样
-上帝创造地球,供人居住
-一切动植物的形状,永远不变
-上帝创造亚当,亚当繁衍人类
罗马西斯丁教堂天花板壁画
米开朗基罗:『亚当诞生』
地球上生物的起源
宇宙创始的时间
-爱尔兰的阿修尔主教(1581~1656)
将圣经中亚当与夏娃之后,所提到的男男女女加
总起来
启始时间:
问:「创造宇宙之前,上帝做何消遣 」
答:「为问此问者准备地狱.」
生物演化的看法
亚理士多德【自然阶级(scale of being)说】
-自然一切在追求完美
-成功=>人(顶点)
失败=>动植物(依缺憾程度分级)
-物种阶级固定【不可能演化】
生物演化的看法
林奈(Linnaeus, 1707-1778)
-和同时代的一些人藉由自然神学说(natural
theologians)来支持生物不会演化的说法
-自然神学说:认为一切的生物(包括人) 都是
上帝所个别创造,其种类一成不变,这是受
基督教圣经上的创世纪的影响.
-思考出一个命名和分类生物体的阶层,来重
现当神创造生命阶级时的特定步骤.
生物演化的看法
-比较研究所搜集之动植物,找出型态和习性上的共
同点,把它们一类类的区分开来,寻求它们之间的
关系,定出生物界的固有秩序.
-1735年,写出「自然界系统」一书,对5938种植物
进行分类和命名,并把动物分成了四足类,鸟类,
两栖类,鱼类,昆虫和蠕虫类等六大类.
-1758年,进一步确立生物分类学上的双名命名制.
用两个拉丁字构成某一生物的名称.第一个字是属
名,第二个字是种名,后面还附有定名人的姓名.
生物演化的看法
-林奈的人为生物分类法和双名制命名法,第
一次为杂乱无章的生物界确立了秩序,使人
们对生物的认识有了依循的规律.
-由於时代的局限,林奈一直认为种是永恒不
变的.隐花植物就是隐花植物,开花植物就
是开花植物,鱼就是鱼,它们永远不变.林
奈认为世界上生气蓬勃的各式生物均是上帝
有意创造的,所以它们才会如此的巧妙.
生物演化的看法
-看见农庄动物杂交繁殖成功及外表形态突变
等例子.心中疑惑:「这些是时间的产物
亦或是创造之初,就特地限定了他们特殊的
演化过程呢 」→推翻了他自己旧有物种永
恒不变的思想,并删去了「自然界系统」一
书中【种不会变】篇章.
-提出惊世震俗的"人猿同类"理论.把人,猿,
猴归入一类,名曰灵长类,意指灵敏的高等
动物.
生物演化的看法
布丰(Buffon, 1707~1785)
- 1749年出版44卷博物史的第一册
动物的灭种,是某种演化过程促成的.
哺乳类可能有共同的祖先
-演化观,地质历史经历不同阶段观,地球生
命已有三万五千年等说法,不为当代科学家
及神学家认同并严厉批评
-被迫放弃(如同伽利略)
生物演化的看法
演化学说,需要有化石作为生物方面的
实际证据,还需要有证据证明,有足够
的时间,让演化可以发生
地质学
生物演化的看法
哈顿(James Hutton , 1726~1797)
- 1785年提出有关地球年龄的分析报告《地球学说》
岩石经由风化形成土壤,潮汐和海浪侵蚀海岸,沉积层逐
渐累积,山脉的上升与侵蚀,这些现象随处可见
-『天律不变说』:继续不断的自然现象,可以造成
或改变岩石或其它无机物质;利用现在条件,加上
时间因素,可以解释过去的现象.
-地球年龄已有几十万年
生物演化的看法
拉马克(Lamark, 1744-1829)
–1809年发表了自己的进化观点,【器官的
】及【后天变化可以遗传】,此年达尔文出生.
–器官的
生物因环境改变而有新的需要,因此发展适应环境的新器
官.(如长颈鹿的长颈)
经常使用的器官便渐趋发达,不用的器官则趋退化.
-后天变化可以遗传
后天获得的变化可以代代相传,而下一代更因为对器官的
使用与否而增加其发达或退化的程度.如此的代代相传,
终致使生物的某些性状发生明显的改变.(生物可自我控
制命运,而非环境)
生物演化的看法
居维埃(Georges Cuvier, 1769-1832)
-他提出剧变说(catastrophism),相信剧变灾难
式的灭绝,以解释为何在连续地层之间,会
有一系列独特的化石.
-认为物种不会改变,坚持地球生物都是天灾
的幸存者,新种生物其实原来就有,只是生
活於不为人知的地方而已.
-居维埃竭力反对拉马克的演化理论.更因为
居维埃是贵族,当时有较高的政治地位,竟
将拉马克所提倡的演化论压倒五十年之久.
生物演化的看法
马尔萨斯(Malthus, 1766-1834)
- 1798年出版人口论(Essay on the Principle of
Population),这本书对於达尔文思考演化
论有相当巨大的影响.
-马尔萨斯认为人口是按几何级数增加,而粮
食则是按算数级数有限的成长,若不能节制
人口的成长,就会造成生存的竞争和不适者
的淘汰.
生物演化的看法
莱耳(Charles Lyell, 1797-1875)
- 1830年出版《地质学理论》(Principles of
Geology),这本书对於达尔文的天择说有
很大的影响.
-他以(uniformitarianism)的观点,指
出地理表面的山,川,湖,海,以及沙漠等
等都是经过长时间的自然变化而成,所以远
古时代的地面与现今的情况完全不同,但是
并非由剧变灾难造成的.
生物演化的看法
达尔文(Charles Darwin ,1809~1882)
-「小猎犬号」之旅:
1831/12/27 朴资茅斯:出发→1836/10/2 上岸
带著莱耳的《地质学理论》
-看马尔萨斯的《人口论》
粮食及其他需求的供应,永远赶不上人口增加的
速度
生物繁殖超越生存所需的资源,是个永远的趋势
小猎犬号
小猎犬号旅程
生物演化的看法
生物发生演化现象的看法:
-激烈生存竞争中,获胜而生存者,一定比劣
败者更能适应环境.
-掠食者为地盘,猎物而战;食草动物为肥沃
草原;植物争取扩张与繁殖空间;雄性动物
争取雌性
-适於生存的特徵代代相传,不良特徵则会被
消灭
雀喙之谜
鸟的演化
生物演化的看法
:1859年11月24日发行《物种原始》,
达尔文与华来士(Alfred. R. Wallace ,
1823~1913)共同发表
-任何一物种,其性状在个体问有时会有差异;因此
个体适应环境的能力便不相同.
-族群中,个体过多时,生活所需的食物,水或空间
便感不足.
-个体为了生存,彼此必须竞争,以获得足够的生活
资源.
-竞争的结果,较能适应环境的个体生存下来,不适
合者便遭淘汰.
生物演化的看法
1860年七月,英国科学促进协会召开牛
津会议,
-辩论:演化论vs. 创世纪
若天择自然发生,那麼动植物的生长及生活,就
欠缺神圣的指导
-双方:威伯福主教(欧文学派) vs. 赫胥黎(达
尔文学派)
【浮华世界】对牛津会议的讽刺漫画
生物演化的看法
威伯福主教
-我们一生下来就可以看到这是一个多美好的世界,
山高水阔,绿树成荫,鸟语花香….. ,这样一个完
美的世界,除上帝创造外,有其它可能吗
-若赫胥黎先生承认猴子变人,那请问您的祖母还是
您的祖父是猴子所生
赫胥黎
-在每一个伟大真理被人普遍接受前,总有人说它是
亵渎神明.
-我宁愿作为猿猴的后代,也不愿作那些「把文化及
口才能力滥用为偏见和谎言工具的文明人」的后代.
生物演化的看法
达尔文认为,现今地球上的物种都是经
过大自然的选择而适应下来,而经此过
程而存在的物种其性状是随时间及环境
而演变的.这种物种因适应环境而产生
性状改变的过程称为天择.
达尔文说明了物种的既存性状经天择而
被保留在后代族群中.至於既存性状如
何产生
→遗传学研究
生物演化的证据
化石:说明生物演化的现象并不少,其
中最直接的物证是埋藏在地层中的化石.
-常见的化石是过去时期生物的坚硬部分,如
骨骼,牙齿,细胞壁等所形成.
-琥珀中的生物遗迹
树叶化石
翼手龙化石
琥珀中的昆虫
生物演化的证据
化石绝对年代的确定法
-原理:地层中含有各种元素,有些元素含有
各种同位素,不稳定的同位素之原子核会依
一定的速率放出α,β粒子,γ射线,直到
成为稳定的元素.
-方法:科学家利用放射性同位素的半衰期
〈放射性元素的量减少一半所经历的时间〉.
,来测得岩层及其中所含化石的年代.
生物演化的证据
-测定方法:包括下列三种
铀铅法
a.测定百万年以上的岩石.
b.铀的半衰期45亿年U238→Pb206
钾氩法
a.测定介於3万年到百万年之间的化石
b.钾40半衰期约为13亿年
碳14法
a.测定三万年以内的岩石
生物演化的证据
-生物地理学
定义:
-研究生物在各地区分布情形的学科,称之为
生物地理学
理论基础:
-生物演化是经:种源中心→生物分布→遇障
碍→隔离适应→形成不同生物
种源中心【center of origin】:
-科学家认为每种生物的起源只有在某一期间,
某一地区出现一次,起源地区称为种源中心.
生物演化的证据
-生物地理学
生物分布:
-种源中心建立后,由於自然的繁殖与竞争,族群中
增加的个体乃由此中心巷四周散布,直到遇到障碍
而后止.障碍种类有可分为三种:
天然障碍:山脉,海洋,沙漠
气候障碍:温度的过高,过低
生物障碍:食物,空间的缺乏,掠食者的存在等.
例:南美洲西岸的加拉巴哥群岛和非洲西岸的威得角
群岛,地理纬度及气候均相似,达尔文调查该两群岛
的生物,发现彼此却大不相同.加拉巴哥群岛上的生
物种类,与相邻的南美大陆者相近;威得角群岛上者,
则与邻近的非洲大陆者相近.
生物演化的证据
-解剖学的证据
同源器官:
-生物体的器官具有相同的基本构造;及胚胎发生
相似,可作为分类之主要依据者称之.
-意义:可显示在演化的过程中,由同一祖先所演
化出的许多后代,在构造上虽有变易,但是仍保
有若干相同性.
-人的上肢,马,鲸,鳄的前肢和鸟的翼,在外表
及功能上差异很大,但基本构造却相同,因为这
些构造都是源自原始爬虫类的前肢.
手的比较
头骨比较图
生物演化的证据
-解剖学的证据
痕迹器官:
-许多动物具有某种器官,但以不具功能且
较小,不过在与其血缘相近的种类,该器
官则正常发育,并且有一定功能,此类器
官名为痕迹器官.
-意义:痕迹器官在其祖先原为具有功能的
器官,经突变结果,使器官变少,功能减
退(其机制并非用尽废退),但因在不同
环境,使该器官与生存无关,该器官虽退
化成为痕迹构造,而个体仍生存.
生物演化的证据
-解剖学的证据
-人----阑尾;是盲肠下方的一个小突起,已无消化的
功能,但兔的阑尾很发达,具有消化的功能.
-人----智齿;祖先学会用火,食物经烹饪及加工,在
加食性改变,故人的智齿通常退化,有些人以不长,
有些人智齿发育不全,而其他哺乳类其智齿发育良
好且具功能.
-鲸----后肢骨骼;仅留痕迹.
-希威鸟----翼骨;产於纽西兰森林中,不会飞行而仅
有退化的翼骨痕迹.
-许多穴居或地下生活的动物----视觉退化,却有眼的
痕迹构造.
人体现存的痕迹器官
马的演化
始祖马(第三纪始新世初期(约6000万年前)诞生於北
美洲):肩高仅约30 35公分,体型相当於现代的猎
狐梗(现代中型犬),前脚有四只脚趾,后脚有三只
脚趾,吃树木的树叶为生.
第三纪中新世(约2000万年前):成为肩高约一公尺,
足型也较为细长,结实,可以疾走地面.
第四纪初期(更新世,约100万年前):变成现代的马,
每只脚都只有一只脚趾,由肥厚的蹄甲保护著,马齿
也同时跟著演化,不再吃树上的叶子,而是咀嚼地上
的青草.
马的演化
马的演化
马在演化过程中,前肢的趾由四趾变为
单趾,体型由小渐渐变大.科学家根据
马脚趾的变化,更进而推测:早期的马
生活在丛林中,所以长有适合抓地慢走
的四趾,后来由於逐渐迁移至草原,因
而演化成适合跳跃奔跑的单趾
马蹄的演化
演化
科学家发现地球曾经历了数次的大变动,相对
地造成生物群集的改变.当地球上的生物形成
第一次的群集后,通常先有大规模的灭绝,而
后才有适应新环境的生物大繁衍,如此周而复
始,形成了今日地球上的生物风貌.
大体而言,地球上陆续出现的主要生物是由低
等而高等的,由简单而向复杂的方向进行的.
就以脊椎动物为例,其在地球上构成主要种类
的次序是:
鱼类==>两生类==>爬虫类==>鸟类==>哺乳类
人类的演化
人类的演化
猿与人的演化
–人与猿具有共同的祖先,约在1500万至2500
万年前中新世时,人类与猿猴类祖先开始分
歧演化,而人猿出现於上新世.
–人类虽然与猿类血缘相近,但并非由猿类进
化而来,只不过与猿类出於共同的远祖而已
–共同祖先分化为两派:一派为猿,进化而成
现代猿人类;另一派为原人,进化为人类.
人类的演化
人与猿的相异处
-最大的不同是人可双足行走,这种走路方
式使身体结构发生极大变化.这些不同处
可为灵长类化石在分类上的主要依据.
-身体结构上的一些差异
手臂和手—猿的前肢及其大拇指较小,也较不
常用;人的拇指大,且更可以弯曲.
下肢—人的腿部与身体的比例,较所有猿类为
长,股骨的末端偏向个体中轴,故脚显得向内
弯.
人类的演化
骨盘—人的骨盘更为扁平,更宽阔,更强而有力.
脊椎—为达完全直立,人的脊椎在腰部呈现出特殊的曲
线弧度.骨盘中央上方,脊椎的腰椎部份向前弯曲,呈
反「S」状.在颈椎的曲弧先向前伸,而后略向后上.
颈部—人头骨的枕骨大孔及枕骨果(以此两突起好卡住
颈椎顶端)在靠近颅底中央,故头可平稳地置放在颈椎
的顶端;猿则偏后,故头部之重量向前倾.(枕骨大孔:
指头骨与脊椎骨相连处,脊髓通过的孔穴.)
脸与上颔—猿的眼睛以下之部位向前突起,和后倾的前
额连成一线,因此上颔突出,称「突颔」;人的上颔则
向后缩,与前额形成一垂直线,是为「缩颔」;大猩猩
眼眶上形成一道突起,称为「眶上脊」,可能是咀嚼时,
可使脸上端部份免於承受重大压力.
人类的演化
下颔与牙齿—猿齿排列成U型弯弧,人齿排成
抛物线型;猿类犬齿相当长,大且突出,上下
颔之犬齿上下交错,人的四种牙齿大小差不多,
上下颔之犬齿相对生长.
其它—人脑发达,容积最小的约1000c.c.,而
大猩猩仅650c.c..人毛发在头部能持续生长,
其余各体部则稀少而短.人喉部肌肉特异,可
使口语流畅,上唇有一人中.
穴居,用火.
与现代人同属.
五十多万
年前
北京1924年北京人
脑容量约900c.c.
能直立行走.
五十多万
年前
印尼爪哇
1891年爪哇人
与现代人同属.
善用技巧.
200万
年前
东非1960年巧能人
与现代人同科,
兼具猿类及人类特
徵.
推断已能直立.
350万
年前
南非1925年天南人猿
特徵生存年代出土地点发现时间种类
特徵生存年代出土地点发现时间种类
所制石器更进步.
陪葬物有装饰品.
有高度绘画技巧.
6万~
1.5万年
前
法国
克洛曼
农山谷
克洛曼农
人
用火,有小家庭组
织,可能已有语言.
会制作燧石武器狩
猎.
会埋葬死者,有陪
葬物,已有宗教观念.
15万~
3.5万年
前
德国
尼安德
山谷
1865年
(最早被
发现)
尼安德人
尼安德塔人
现代人
现代人,又称智慧人,学名为Homo sapiens.
包括了尼安德人,克洛曼农人以及现存地球上
的所有种族.
现存世界上种族大致可分三种(蒙古人种,高
加索人种,黑人种),其於外表有显著的差异,
其他遗传性状上的差异则不易衡量.
在人类演化的过程中,由於人们的迁徙,外邦
的入侵等,各种族间得有机会互相通婚,致使
不同种族的性状发生混合,无法归纳出孰优孰
劣
现存世界上三大种族比较
厚唇中型或薄唇中型唇形
双眼皮双眼皮单眼皮眼睑
稀少浓密稀少体毛
卷发直发或波状发平直头发
黑皮肤浅色(浅褐,
淡红,白)
黄皮肤肤色
撒哈拉沙漠以
南,美国
欧洲,地中海,
近东,北非
中国,日本,
北极,美洲
分布
黑人种高加索人种蒙古人种种族
地球的发展
生物在地球的时代
演化论
地球上生物的起源
上帝说:「地要生出活物来,各从其类
(according to their kinds);
牲畜,昆虫,野兽,各从其类.」事就
这样成了.
於是上帝造出野兽,各从其类;牲畜,
各从其类;地上一切昆虫,各从其类.
上帝看著是好的
创世记1:24-25
地球上生物的起源
自然发生说
-非生物=>简单生物
腐肉生蛆
腐草生蝇
垃圾生老鼠
预造说(preformation theory)
-精子与卵子带著微小生物(夏娃与亚当时期
已造好)=>授精=>生育机制
地球上生物的起源
哈维(1578~1657)
-每种动物均由卵子产生(非自然发生)
瑞迪(1626~1697)
-蛆为小蝇下蛋孵化而成
史巴兰让尼(1729~1799)
-精子与卵子接触,为生命发生所不可或缺
地球上生物的起源
1830年前的普遍看法
-人生活於稳定不变的行星,上面住著不变的
物种,与上帝创造时一样
-上帝创造地球,供人居住
-一切动植物的形状,永远不变
-上帝创造亚当,亚当繁衍人类
罗马西斯丁教堂天花板壁画
米开朗基罗:『亚当诞生』
地球上生物的起源
宇宙创始的时间
-爱尔兰的阿修尔主教(1581~1656)
将圣经中亚当与夏娃之后,所提到的男男女女加
总起来
启始时间:
问:「创造宇宙之前,上帝做何消遣 」
答:「为问此问者准备地狱.」
生物演化的看法
亚理士多德【自然阶级(scale of being)说】
-自然一切在追求完美
-成功=>人(顶点)
失败=>动植物(依缺憾程度分级)
-物种阶级固定【不可能演化】
生物演化的看法
林奈(Linnaeus, 1707-1778)
-和同时代的一些人藉由自然神学说(natural
theologians)来支持生物不会演化的说法
-自然神学说:认为一切的生物(包括人) 都是
上帝所个别创造,其种类一成不变,这是受
基督教圣经上的创世纪的影响.
-思考出一个命名和分类生物体的阶层,来重
现当神创造生命阶级时的特定步骤.
生物演化的看法
-比较研究所搜集之动植物,找出型态和习性上的共
同点,把它们一类类的区分开来,寻求它们之间的
关系,定出生物界的固有秩序.
-1735年,写出「自然界系统」一书,对5938种植物
进行分类和命名,并把动物分成了四足类,鸟类,
两栖类,鱼类,昆虫和蠕虫类等六大类.
-1758年,进一步确立生物分类学上的双名命名制.
用两个拉丁字构成某一生物的名称.第一个字是属
名,第二个字是种名,后面还附有定名人的姓名.
生物演化的看法
-林奈的人为生物分类法和双名制命名法,第
一次为杂乱无章的生物界确立了秩序,使人
们对生物的认识有了依循的规律.
-由於时代的局限,林奈一直认为种是永恒不
变的.隐花植物就是隐花植物,开花植物就
是开花植物,鱼就是鱼,它们永远不变.林
奈认为世界上生气蓬勃的各式生物均是上帝
有意创造的,所以它们才会如此的巧妙.
生物演化的看法
-看见农庄动物杂交繁殖成功及外表形态突变
等例子.心中疑惑:「这些是时间的产物
亦或是创造之初,就特地限定了他们特殊的
演化过程呢 」→推翻了他自己旧有物种永
恒不变的思想,并删去了「自然界系统」一
书中【种不会变】篇章.
-提出惊世震俗的"人猿同类"理论.把人,猿,
猴归入一类,名曰灵长类,意指灵敏的高等
动物.
生物演化的看法
布丰(Buffon, 1707~1785)
- 1749年出版44卷博物史的第一册
动物的灭种,是某种演化过程促成的.
哺乳类可能有共同的祖先
-演化观,地质历史经历不同阶段观,地球生
命已有三万五千年等说法,不为当代科学家
及神学家认同并严厉批评
-被迫放弃(如同伽利略)
生物演化的看法
演化学说,需要有化石作为生物方面的
实际证据,还需要有证据证明,有足够
的时间,让演化可以发生
地质学
生物演化的看法
哈顿(James Hutton , 1726~1797)
- 1785年提出有关地球年龄的分析报告《地球学说》
岩石经由风化形成土壤,潮汐和海浪侵蚀海岸,沉积层逐
渐累积,山脉的上升与侵蚀,这些现象随处可见
-『天律不变说』:继续不断的自然现象,可以造成
或改变岩石或其它无机物质;利用现在条件,加上
时间因素,可以解释过去的现象.
-地球年龄已有几十万年
生物演化的看法
拉马克(Lamark, 1744-1829)
–1809年发表了自己的进化观点,【器官的
】及【后天变化可以遗传】,此年达尔文出生.
–器官的
生物因环境改变而有新的需要,因此发展适应环境的新器
官.(如长颈鹿的长颈)
经常使用的器官便渐趋发达,不用的器官则趋退化.
-后天变化可以遗传
后天获得的变化可以代代相传,而下一代更因为对器官的
使用与否而增加其发达或退化的程度.如此的代代相传,
终致使生物的某些性状发生明显的改变.(生物可自我控
制命运,而非环境)
生物演化的看法
居维埃(Georges Cuvier, 1769-1832)
-他提出剧变说(catastrophism),相信剧变灾难
式的灭绝,以解释为何在连续地层之间,会
有一系列独特的化石.
-认为物种不会改变,坚持地球生物都是天灾
的幸存者,新种生物其实原来就有,只是生
活於不为人知的地方而已.
-居维埃竭力反对拉马克的演化理论.更因为
居维埃是贵族,当时有较高的政治地位,竟
将拉马克所提倡的演化论压倒五十年之久.
生物演化的看法
马尔萨斯(Malthus, 1766-1834)
- 1798年出版人口论(Essay on the Principle of
Population),这本书对於达尔文思考演化
论有相当巨大的影响.
-马尔萨斯认为人口是按几何级数增加,而粮
食则是按算数级数有限的成长,若不能节制
人口的成长,就会造成生存的竞争和不适者
的淘汰.
生物演化的看法
莱耳(Charles Lyell, 1797-1875)
- 1830年出版《地质学理论》(Principles of
Geology),这本书对於达尔文的天择说有
很大的影响.
-他以(uniformitarianism)的观点,指
出地理表面的山,川,湖,海,以及沙漠等
等都是经过长时间的自然变化而成,所以远
古时代的地面与现今的情况完全不同,但是
并非由剧变灾难造成的.
生物演化的看法
达尔文(Charles Darwin ,1809~1882)
-「小猎犬号」之旅:
1831/12/27 朴资茅斯:出发→1836/10/2 上岸
带著莱耳的《地质学理论》
-看马尔萨斯的《人口论》
粮食及其他需求的供应,永远赶不上人口增加的
速度
生物繁殖超越生存所需的资源,是个永远的趋势
小猎犬号
小猎犬号旅程
生物演化的看法
生物发生演化现象的看法:
-激烈生存竞争中,获胜而生存者,一定比劣
败者更能适应环境.
-掠食者为地盘,猎物而战;食草动物为肥沃
草原;植物争取扩张与繁殖空间;雄性动物
争取雌性
-适於生存的特徵代代相传,不良特徵则会被
消灭
雀喙之谜
鸟的演化
生物演化的看法
:1859年11月24日发行《物种原始》,
达尔文与华来士(Alfred. R. Wallace ,
1823~1913)共同发表
-任何一物种,其性状在个体问有时会有差异;因此
个体适应环境的能力便不相同.
-族群中,个体过多时,生活所需的食物,水或空间
便感不足.
-个体为了生存,彼此必须竞争,以获得足够的生活
资源.
-竞争的结果,较能适应环境的个体生存下来,不适
合者便遭淘汰.
生物演化的看法
1860年七月,英国科学促进协会召开牛
津会议,
-辩论:演化论vs. 创世纪
若天择自然发生,那麼动植物的生长及生活,就
欠缺神圣的指导
-双方:威伯福主教(欧文学派) vs. 赫胥黎(达
尔文学派)
【浮华世界】对牛津会议的讽刺漫画
生物演化的看法
威伯福主教
-我们一生下来就可以看到这是一个多美好的世界,
山高水阔,绿树成荫,鸟语花香….. ,这样一个完
美的世界,除上帝创造外,有其它可能吗
-若赫胥黎先生承认猴子变人,那请问您的祖母还是
您的祖父是猴子所生
赫胥黎
-在每一个伟大真理被人普遍接受前,总有人说它是
亵渎神明.
-我宁愿作为猿猴的后代,也不愿作那些「把文化及
口才能力滥用为偏见和谎言工具的文明人」的后代.
生物演化的看法
达尔文认为,现今地球上的物种都是经
过大自然的选择而适应下来,而经此过
程而存在的物种其性状是随时间及环境
而演变的.这种物种因适应环境而产生
性状改变的过程称为天择.
达尔文说明了物种的既存性状经天择而
被保留在后代族群中.至於既存性状如
何产生
→遗传学研究
生物演化的证据
化石:说明生物演化的现象并不少,其
中最直接的物证是埋藏在地层中的化石.
-常见的化石是过去时期生物的坚硬部分,如
骨骼,牙齿,细胞壁等所形成.
-琥珀中的生物遗迹
树叶化石
翼手龙化石
琥珀中的昆虫
生物演化的证据
化石绝对年代的确定法
-原理:地层中含有各种元素,有些元素含有
各种同位素,不稳定的同位素之原子核会依
一定的速率放出α,β粒子,γ射线,直到
成为稳定的元素.
-方法:科学家利用放射性同位素的半衰期
〈放射性元素的量减少一半所经历的时间〉.
,来测得岩层及其中所含化石的年代.
生物演化的证据
-测定方法:包括下列三种
铀铅法
a.测定百万年以上的岩石.
b.铀的半衰期45亿年U238→Pb206
钾氩法
a.测定介於3万年到百万年之间的化石
b.钾40半衰期约为13亿年
碳14法
a.测定三万年以内的岩石
生物演化的证据
-生物地理学
定义:
-研究生物在各地区分布情形的学科,称之为
生物地理学
理论基础:
-生物演化是经:种源中心→生物分布→遇障
碍→隔离适应→形成不同生物
种源中心【center of origin】:
-科学家认为每种生物的起源只有在某一期间,
某一地区出现一次,起源地区称为种源中心.
生物演化的证据
-生物地理学
生物分布:
-种源中心建立后,由於自然的繁殖与竞争,族群中
增加的个体乃由此中心巷四周散布,直到遇到障碍
而后止.障碍种类有可分为三种:
天然障碍:山脉,海洋,沙漠
气候障碍:温度的过高,过低
生物障碍:食物,空间的缺乏,掠食者的存在等.
例:南美洲西岸的加拉巴哥群岛和非洲西岸的威得角
群岛,地理纬度及气候均相似,达尔文调查该两群岛
的生物,发现彼此却大不相同.加拉巴哥群岛上的生
物种类,与相邻的南美大陆者相近;威得角群岛上者,
则与邻近的非洲大陆者相近.
生物演化的证据
-解剖学的证据
同源器官:
-生物体的器官具有相同的基本构造;及胚胎发生
相似,可作为分类之主要依据者称之.
-意义:可显示在演化的过程中,由同一祖先所演
化出的许多后代,在构造上虽有变易,但是仍保
有若干相同性.
-人的上肢,马,鲸,鳄的前肢和鸟的翼,在外表
及功能上差异很大,但基本构造却相同,因为这
些构造都是源自原始爬虫类的前肢.
手的比较
头骨比较图
生物演化的证据
-解剖学的证据
痕迹器官:
-许多动物具有某种器官,但以不具功能且
较小,不过在与其血缘相近的种类,该器
官则正常发育,并且有一定功能,此类器
官名为痕迹器官.
-意义:痕迹器官在其祖先原为具有功能的
器官,经突变结果,使器官变少,功能减
退(其机制并非用尽废退),但因在不同
环境,使该器官与生存无关,该器官虽退
化成为痕迹构造,而个体仍生存.
生物演化的证据
-解剖学的证据
-人----阑尾;是盲肠下方的一个小突起,已无消化的
功能,但兔的阑尾很发达,具有消化的功能.
-人----智齿;祖先学会用火,食物经烹饪及加工,在
加食性改变,故人的智齿通常退化,有些人以不长,
有些人智齿发育不全,而其他哺乳类其智齿发育良
好且具功能.
-鲸----后肢骨骼;仅留痕迹.
-希威鸟----翼骨;产於纽西兰森林中,不会飞行而仅
有退化的翼骨痕迹.
-许多穴居或地下生活的动物----视觉退化,却有眼的
痕迹构造.
人体现存的痕迹器官
马的演化
始祖马(第三纪始新世初期(约6000万年前)诞生於北
美洲):肩高仅约30 35公分,体型相当於现代的猎
狐梗(现代中型犬),前脚有四只脚趾,后脚有三只
脚趾,吃树木的树叶为生.
第三纪中新世(约2000万年前):成为肩高约一公尺,
足型也较为细长,结实,可以疾走地面.
第四纪初期(更新世,约100万年前):变成现代的马,
每只脚都只有一只脚趾,由肥厚的蹄甲保护著,马齿
也同时跟著演化,不再吃树上的叶子,而是咀嚼地上
的青草.
马的演化
马的演化
马在演化过程中,前肢的趾由四趾变为
单趾,体型由小渐渐变大.科学家根据
马脚趾的变化,更进而推测:早期的马
生活在丛林中,所以长有适合抓地慢走
的四趾,后来由於逐渐迁移至草原,因
而演化成适合跳跃奔跑的单趾
马蹄的演化
演化
科学家发现地球曾经历了数次的大变动,相对
地造成生物群集的改变.当地球上的生物形成
第一次的群集后,通常先有大规模的灭绝,而
后才有适应新环境的生物大繁衍,如此周而复
始,形成了今日地球上的生物风貌.
大体而言,地球上陆续出现的主要生物是由低
等而高等的,由简单而向复杂的方向进行的.
就以脊椎动物为例,其在地球上构成主要种类
的次序是:
鱼类==>两生类==>爬虫类==>鸟类==>哺乳类
人类的演化
人类的演化
猿与人的演化
–人与猿具有共同的祖先,约在1500万至2500
万年前中新世时,人类与猿猴类祖先开始分
歧演化,而人猿出现於上新世.
–人类虽然与猿类血缘相近,但并非由猿类进
化而来,只不过与猿类出於共同的远祖而已
–共同祖先分化为两派:一派为猿,进化而成
现代猿人类;另一派为原人,进化为人类.
人类的演化
人与猿的相异处
-最大的不同是人可双足行走,这种走路方
式使身体结构发生极大变化.这些不同处
可为灵长类化石在分类上的主要依据.
-身体结构上的一些差异
手臂和手—猿的前肢及其大拇指较小,也较不
常用;人的拇指大,且更可以弯曲.
下肢—人的腿部与身体的比例,较所有猿类为
长,股骨的末端偏向个体中轴,故脚显得向内
弯.
人类的演化
骨盘—人的骨盘更为扁平,更宽阔,更强而有力.
脊椎—为达完全直立,人的脊椎在腰部呈现出特殊的曲
线弧度.骨盘中央上方,脊椎的腰椎部份向前弯曲,呈
反「S」状.在颈椎的曲弧先向前伸,而后略向后上.
颈部—人头骨的枕骨大孔及枕骨果(以此两突起好卡住
颈椎顶端)在靠近颅底中央,故头可平稳地置放在颈椎
的顶端;猿则偏后,故头部之重量向前倾.(枕骨大孔:
指头骨与脊椎骨相连处,脊髓通过的孔穴.)
脸与上颔—猿的眼睛以下之部位向前突起,和后倾的前
额连成一线,因此上颔突出,称「突颔」;人的上颔则
向后缩,与前额形成一垂直线,是为「缩颔」;大猩猩
眼眶上形成一道突起,称为「眶上脊」,可能是咀嚼时,
可使脸上端部份免於承受重大压力.
人类的演化
下颔与牙齿—猿齿排列成U型弯弧,人齿排成
抛物线型;猿类犬齿相当长,大且突出,上下
颔之犬齿上下交错,人的四种牙齿大小差不多,
上下颔之犬齿相对生长.
其它—人脑发达,容积最小的约1000c.c.,而
大猩猩仅650c.c..人毛发在头部能持续生长,
其余各体部则稀少而短.人喉部肌肉特异,可
使口语流畅,上唇有一人中.
穴居,用火.
与现代人同属.
五十多万
年前
北京1924年北京人
脑容量约900c.c.
能直立行走.
五十多万
年前
印尼爪哇
1891年爪哇人
与现代人同属.
善用技巧.
200万
年前
东非1960年巧能人
与现代人同科,
兼具猿类及人类特
徵.
推断已能直立.
350万
年前
南非1925年天南人猿
特徵生存年代出土地点发现时间种类
特徵生存年代出土地点发现时间种类
所制石器更进步.
陪葬物有装饰品.
有高度绘画技巧.
6万~
1.5万年
前
法国
克洛曼
农山谷
克洛曼农
人
用火,有小家庭组
织,可能已有语言.
会制作燧石武器狩
猎.
会埋葬死者,有陪
葬物,已有宗教观念.
15万~
3.5万年
前
德国
尼安德
山谷
1865年
(最早被
发现)
尼安德人
尼安德塔人
现代人
现代人,又称智慧人,学名为Homo sapiens.
包括了尼安德人,克洛曼农人以及现存地球上
的所有种族.
现存世界上种族大致可分三种(蒙古人种,高
加索人种,黑人种),其於外表有显著的差异,
其他遗传性状上的差异则不易衡量.
在人类演化的过程中,由於人们的迁徙,外邦
的入侵等,各种族间得有机会互相通婚,致使
不同种族的性状发生混合,无法归纳出孰优孰
劣
现存世界上三大种族比较
厚唇中型或薄唇中型唇形
双眼皮双眼皮单眼皮眼睑
稀少浓密稀少体毛
卷发直发或波状发平直头发
黑皮肤浅色(浅褐,
淡红,白)
黄皮肤肤色
撒哈拉沙漠以
南,美国
欧洲,地中海,
近东,北非
中国,日本,
北极,美洲
分布
黑人种高加索人种蒙古人种种族
地球的发展
生物在地球的时代
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