《普通动物学》完整课后答案刘凌云版

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骨鱼类，采用了第一种适应方式，即由淡水迁入海水，过海洋的生活。这样，虽然得到了丰裕的水环境，但是由淡水转入海水，是由低渗的水环境转入高渗的水环境，入海的软骨鱼首先遇到的问题，就是体内的水分要不断向外渗透出来。能防止这种渗透的种类才能留存后代，这样长期适应的结果，软骨鱼就有了一种调节自身渗透压的能力，能将含氮的代谢废物转变成尿素，以2％一2.5％的浓度保存在血液中，基本上维持了体内外水液调节的平衡，因此能在海中延续生命，繁殖种族。 软骨鱼的卵还保留着一些原来在淡水中的特性，其内液与海水比较，属于低渗，所以软骨鱼不能把卵无保护的产在海水里。它们的卵或者是在产出时有不透水的卵壳包着，壳内存有液体，供受精卵在其中发育，或者根本不产出来，留在母体内发育，表现为卵胎生或(假)胎生。软骨鱼类的雄体具有鳍脚，可以进行体内受精，这样就避免了卵直接和海水接触。

5.试述辐鳍鱼类的演替关系。 答：辐鳍鱼类由泥盆纪进化至今大致经历了3个相互承替的阶段：最早的辐鳍鱼类为软骨硬鳞类，以古鳕鱼类为代表，出现于泥盆纪的淡水水域，石炭纪达全盛期，到三叠纪为全骨类所替代，全骨类来自软骨硬鳞类，大部分中生代时期为全骨类繁盛时期，在淡水与海水中进行分支进化，现代的全骨类代表有雀鳝与弓鳍鱼。在中生代早期由全骨类发展出真骨类，开始了辐鳍鱼进化的第三阶段，真骨类自中生代后期至今进行了大量的适应辐射，形成各种生态类型。尽管真骨类鱼种类与形态繁多，但大多数鱼类学家相信，各种真骨鱼类是来自全骨类中的一个目。 6.试论总鳍鱼类在脊椎动物进化中的地位。 答：古总鳍鱼类具有内鼻孔、能作肺用的鳔和能上陆地运动的肉叶状偶鳍，这就使它们能够爬越干涸的泥洼进入新的水域去生活。有的种类经常这样爬越陆地、呼吸空气，结果发展成为最初的陆生脊椎动物，即两栖动物。总鳍鱼中有一种骨鳞鱼，其脑颅骨片的排列式样、牙齿的类型、偶鳍骨骼的结构等，均表现出与原始两栖类有惊人的相似，因而一直被公认为是四足动物的近亲。另外，根据美遗传学家李特曼等最近对矛尾鱼的基因组构的研究以及对总鳍鱼类进化的分析，他们发现矛尾鱼的免疫球蛋白重链的可变区基因密码群集围绕着其他免疫球蛋白的基因，这样的基因组构正像鲨鱼而不像硬骨鱼和陆栖脊椎动物。但是在胚胎发育时，这些基因又重新连接起来，这又像硬骨鱼和陆栖脊椎动物，而不像鲨鱼。据此，作者认为腔棘鱼可能是软骨鱼与硬骨鱼之间的过渡类型有可能是在4亿年前由鲨鱼或其他的软骨鱼演化来并由它演化为硬骨鱼。此研究结果似乎将硬骨鱼与陆栖脊椎动物也联系在一起，基因组构和胚胎发育的共同点也提供了由总鳍鱼类演化为陆生脊椎动物的线索。两栖类非常近似，因此，可以认为像骨鳞鱼这样的鱼类很可能就是两栖类的直接祖先。

7.简述两栖类的起源与系统演化。

答：由水上陆，在脊椎动物的进化史上是一次巨大的飞跃。

两栖类动物就是这种由水上陆的过渡类型动物。两栖类的起源可以追索到距今3．5亿年至4亿年前的泥盆纪，在那时候，陆上的气候变得干燥，河流与湖泊周期性的变成污浊的池塘和广阔的泥滩。同时海平面下降，使得一些鱼类只能生活在沿岸边留存的水塘或潮湿的岸边。在如此恶劣的条件下，只有能行气呼吸、具“肺”(鳔)并有较强的偶鳍能在陆上爬行的种类才能更好地适应这种恶劣的环境条件。在泥盆纪的鱼类中只有肺鱼和总鳍鱼能行“肺”呼吸，但肺鱼的偶鳍细弱，为双列式的，不能适应在陆上爬行。只有总鳍鱼类，除具“肺”能行气呼吸外，尚具有类似陆生脊椎动物附肢的偶鳍，具有强壮的肌肉和类似陆生脊椎动物四肢的骨骼结构。当然，总鳍鱼的鳍作为陆上活动的运

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动器官不是很有效的，但终究能使其从一个干涸的池塘爬行到另外有水的池塘。气呼吸可使其在少氧的混浊的池塘和短时间越过陆地而存活。缺乏这些适应能力的鱼类就可能被自然选择所淘汰。因此，由逐渐适应和相对快速的一系列进化改变，具气呼吸与肉鳍的鱼越来越适应陆地生活，最后，某些总鳍鱼类进化成第一个类群的两栖动物，它们的鳍进化为陆生五指型附肢。总鳍鱼有两大类群，即骨鳞鱼与腔棘鱼，现今尚存的矛尾鱼即属腔棘鱼类。腔棘鱼为海生的、是远离进化主干的总鳍鱼类，其偶鳍骨骼以及头骨(特别是颌骨)均趋于退化，而且不具内鼻孔，显然不是两栖类的直接祖先。而骨鳞鱼的头骨、脊柱和偶鳍结构等，均表现出与原始两栖类有惊人的相似，因而一直被公认为是四足动物的近亲。

最早的两栖类化石是鱼头螈(或称鱼石螈)，生活在距今约3．45亿年前的格陵兰地区。它具有鱼类和两栖类的特点：如有鱼样的身体，体长约1.2m，具带鳍条的尾鳍，具残余的前鳃盖骨；其头骨骨片的数目与排列和总鳍鱼类十分相似，牙也同于总鳍鱼，为迷齿鱼头螈又具一些适应陆地生活的结构，如有具关节的五指型四肢，缩短的头骨，具双枕髁，具耳裂借以支持陆生动物特有的鼓膜。头骨的吻部较长，显示了其嗅觉能力的增强。其脊椎骨具陆生脊椎动物所特有的前、后关节突，肩带与头骨失去联系，使头部有活动余地，所有这些适应陆地生活的进步性特征证明了鱼头螈已步人两栖动物的范畴但仍保留了一些鱼类特征，说明它确实源自鱼类。从鱼头螈分支进化出来的古生代两栖类，由于头骨均有膜原骨形成的硬骨所覆盖，可统称为坚头类。 在石炭纪与二叠纪，由于坚头类的大量辐射进化而形成种类繁多的两栖动物，可将它们分为二大类群；迷齿类或称块椎类和壳椎类，鱼头螈即属迷齿类。迷齿类是古生代两栖类的系统演化的主干，其脊椎骨的形成为软骨原骨，椎体由前、后二部分组成，前为间椎体后为侧椎体，这类似于其他陆生脊椎动物，四足脊椎动物是由它演化而来。而壳椎类的则为膜原骨，椎体不分前后部分，而是线轴状，它在系统演化中是一个侧支。 8.简述西蒙龙的特征及其在进化中的地位。 答：蜥螈(或称西蒙龙)具有一系列近于两栖类的特征和似爬行类的特征。蜥螈是体长51cm的蜥蜴形动物，它的头骨形态和结构很像坚头类，颈特别短，肩带紧贴于头骨之后，脊柱分区不明显，具有迷齿和耳缺等，都与古两栖类相似。而且有些与蜥螈亲缘关系很近的化石种类，尚可见侧线管的痕迹。这些都是似两栖类的特征。但是蜥螈还存在着爬行类特征，例如头骨具单个枕骨髁，肩带具有发达的间锁骨，有2枚荐椎，前肢五指(而不似古坚头类以及现存两栖类的四指)，各指的骨节数目也比两栖类多(指式为2、3、4、5、3、或4)，腰带与四肢骨均较粗壮，更适于陆生爬行。所有这些都指明了它是两栖类与爬行类之间的过渡类型。由于蜥螈发现于下二叠纪，真正的爬行动物化石在石炭纪末已有发现，故蜥螈不是爬行类的直接祖先，其祖先应从石炭纪杯龙类中去寻找，但目前尚不清楚。近年来，根据对中耳的进化的比较研究，提出了两栖类与爬行类在进化上或多或少是以各自独立的线系，均从总鳍鱼类祖先演化而来。但最终如何回答爬行类源自何种动物的问题仍然是动物学家和古生物学家探索的问题之一。

9.在爬行类的适应辐射中，你认为最重要的是哪几类，为什么？

答：在爬行类的适应辐射中最重要的是杯龙类、龟鳖类、槽齿类、始鳄类、盘龙类。

①杯龙类似乎是爬行类祖先的基干，出现于古生代石炭纪，至中生代三叠纪绝灭。杯龙类具一系列类似于古代两栖类的特征，与其他爬行纲类群相比较，头骨不具颞孔，为无颞窝类。所有各类爬行动物直接或间接的均为杯龙类的后裔。重新回到水中生活的有游泳迅速而巨大的鱼龙和蛇颈龙，直接起源于杯龙类。在中生代大部分时间中统治了海洋。在距今1亿年左右时间中先后绝灭。

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②龟鳖类代表了一个相对较小，但是一个古老的水生线系，继承了其祖先杯龙类的特点，现代种类头骨不具颞孔。它们发展了消极保护适应的龟壳而从三叠纪延续至今。

③槽齿类(包括假鳄类)来自杯龙类起源的初龙类，头骨每侧具2个颞孔，通常具眶前孔，与始鳄类有共同祖先。中生代早期的大多数爬行动物类群是由槽齿类分支演化来的，如鳄类、翼龙类和恐龙类。槽齿类是一类十分灵活，双腿行走或快跑的爬行动物，自由的前肢对捕食与对抗敌害十分有利。双腿行走和自由的前肢对槽齿类在中生代能演化成庞大的家族是直接相关的。利用双脚行走也可能是翼龙类与鸟类的翼进化的一个重要的前奏，由于前肢已从站立和行走中解脱了出来，才有可能向翼的方向发展。翼龙类在中生代中期和晚期也是很成功的一个类群，我国新疆准噶尔盆地发现的准噶尔翼龙是1亿年前生活于淡水湖泊上飞行的爬行动物，这说明了现今的沙漠是过去的湖泊。槽齿类也是鸟类的祖先。

④始鳄类于晚古生代源自杯龙类，头骨每侧亦具2个颞孔，但无眶前孔，是一些蜥蜴样的爬行类。由它演化出另外2个生活至今的类群，即有鳞类和喙头类。有鳞类包括蜥蜴类和蛇类。中生代末期，当许多爬行动物走向绝灭时而有鳞类却异军突起，成为爬行类中最大的一个目，并延续至今，其原因尚不清楚。来自始鳄类的另一线系是喙头类，该类至今已衰退成单一的种，即喙头蜥，是停滞进化成为“活化石”的一个典型代表。 ⑤盘龙类是最重要的一个分支，头骨侧下方有一个颞孔。由它的后代中的‘支称兽孔类，是较进步的类型，为似哺乳类的爬行类，由这一支发展出哺乳动物。在白垩纪末期恐龙类和一些其他的爬行动物类群绝灭的同时，开始了哺乳类的适应辐射。在中生代中期，兽孔类已进化出小型的勉鼯样食虫类，这是哺乳纲最早出现的成员。 15.盛极一时的恐龙为什么突然消失，原因何在？ 答：中生代是爬行类时代，尤以体躯巨大的恐龙为当时地球上的一霸。它们在这1亿多年的漫长岁月中，食量愈来愈大，相应的体型也愈来愈大，而生活习性和食性又都向着专一化的方向发展，能较优越地适应于所栖居的特定环境条件。中生代的气候十分稳定，季节的以及纬度变化的温差均轻微。但到了中生代末期，地球发生了强烈的地壳运动。由于地壳剧变导致的气候、环境的巨大变更，使植物类型也发生了改变，被子植物出现并替代了棵子植物而居于优势。这些都给食量大而又狭食性的古爬行类带来严重的后果，加以恒温动物、特别是哺乳动物的兴起，使古爬行类在生存斗争中居于劣势，导致相对突然地大量死亡和绝灭，从而结束了盛极一时的爬行类的黄金时代。近年来还曾提出过一些假说：如白垩纪晚期太阳黑子爆发，地球上宇宙射线大量增加，大型爬行动物吸收剂量大，致使基因突变导致死亡；可以将太阳系绕银河系中心运行一周分为四季，每季历时约4000万至4500万年，冬夏季对地球生物不利，认为恐龙正是这种时候绝灭的；在白垩纪和第三纪界限前20万至30万年时，气候干燥，微量元素(如锌、铅、铜、锰、锶等)量异常，用电子显微镜观察，此时的恐龙蛋，发现具病态构造，壳易碎，无法正常繁殖而造成恐龙类与一些古爬行类的逐渐绝灭，此过程延续了20万至30万年；体型愈长愈大的恐龙，其卵自然也趋向大型化，在孵化时所需热量或积温也高，当地球气候变冷时，使大型卵的孵化所需的热力或积温不够，从而使各种恐龙的卵均难以孵出幼体，在气候变冷后的一个很短的时期内，全部恐龙绝灭，而只有卵较小或卵胎生的小型爬行动物能繁衍后代而生存下来；也有人认为太阳有个伴星，其扁长的运行轨道每隔2600万年靠近太阳一次，这时彗星轨道会被扰乱，而引起彗星撞击地球，造成周期性集群绝灭，爬行动物的集群绝灭正是这个原因造成的。另外还有“地球板块的愈合”、“海平面的升降”、“地磁的逆转，等等假说。在众多的假说中，近年来被广泛接受的是巨大的行星撞击地球的假说。人们曾发现在白垩纪和第三纪时期的地层交界处大量存在铱的沉积物，近年来，一些学者在几个大陆上于此交界处地层的岩石中均发现有丰富的铱元素的沉积，换言之，在地球各大陆的白垩纪与第三纪的交界处的

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地层中普遍含有丰富的铱元素沉积物。已知铱元素在地球上如白金一样的稀少，但在陨星上却含量十分丰富。据此事实，一些学者推测恐龙与一些古爬行类在白垩纪的绝灭是由于大的流星撞击地球引起的。这样一个撞击可能造成陨星的汽化和大量的灰尘遮天蔽日，挡住阳光、降低了光合作用甚至达到光合作用的临界点之下，同时当没有或只有极少的太阳辐射能到达地球表面时则随之温度下降。所有这一切使绿色植物得不到阳光和所需的能量而导致死亡，从而破坏了所有的食物链而造成了爬行类时代的结束。

11.试论鸟类的起源。

答：鸟类的起源一般认为鸟类是从距今约1．5亿年前侏罗纪的槽齿类爬行动物中的一支进化来的，其直接祖先尚不清楚。这是由于鸟类骨骼比较脆弱形成化石的机会较少，因而原始类型的鸟类化石较难发现。自1861年至今的100多年中，属于原始鸟类的始祖鸟化石仅报道有7例，且均采自德国巴伐利亚省的侏罗纪石灰石岩层中。这7例标本均为同一种，即始祖鸟。1994年我国发现数具始祖鸟化石，这是在德国以外的首次记录，引起世人瞩目。已知该鸟生活于1．5亿年前的热带岛屿，可能是那时期在飞行时偶尔坠入并淹死在环岛浅海的咸水中得以保存并成为化石的。从始祖鸟的体制结构看，始相鸟具有爬行类和鸟类的过渡形态。 它与鸟类相似的特征是：①具羽毛；②有翼；③骨盆为“开放式”；④后足具四趾，三前一后；⑤具“V”形锁骨等。 但它又具有类似爬行类的特征，主要有：①上下颌具牙齿，上颌13枚，下颌11枚；②有一个18—21个分离的尾椎骨构成的长尾；③前肢具3枚分离的掌骨和指骨，指端具爪；④肋骨无钩状突；⑤腿和头部具爬行类的鳞等。原始鸟类中除始祖鸟外，考古学家查特基于1986年从1983年采到的标本中发现丁二件原始鸟类的标本，这2个标本均采自美国得克萨斯的加扎县的晚三叠纪(距今约2．25亿年前)地层的泥岩中，定名为原鸟。原鸟大小似鸡，大的个体约长60cm，似始祖鸟，小的个体长约30cm。 原鸟也具有鸟类与爬行类的特征，它与鸟类相似的特征有： ①头骨基本类似鸟，轻，为气质骨。枕骨大孔位于腹面。颞孔与眼窝合并，所以眼窝大(直径约20mm)而深，左右眼窝在中间几乎相连； ②颈部灵活，后面的颈椎为马鞍型颈椎； ③肩带与前肢形态适于飞行，具“V”形锁骨和龙骨突，前肢呈翅形。尽管未发现羽毛的印迹，但从前肢有关部位上存在着一系列生长飞羽的结节和隆起看，证明已具羽毛。根据内耳膜迷路结构，估计其飞翔能力介于鹰、鸽类(膜迷路薄，具大的半规管和明显的壶腹)与鸡类(腹迷路短而厚，壶腹不发达)之间；

④腰带具似现代鸟的大的坐骨孔，后肢形态适于双脚直立行走； ⑤大脑大，其比例似现代鸟；

⑥神经感官特化，适于飞翔，双眼向前为双眼视觉，据此可认为原鸟为肉食性捕食者。围绕中耳鼓室的骨块数与位置，听囊侧壁所具的孔如椭圆窗与假圆窗等均完全同于现代鸟等等。 而原鸟与爬行类相同的特征有：