演化是物種在漫長的時間中逐漸改變的過程,通常需要上千或上萬年的時間才會有可見的改變,所以一般不容易看到演化的發生。
1.認識化石
目前,地球上已看不到活生生的恐龍,為何電影中或博物館裡仍可塑造出許多恐龍的形象呢?這是因為在地層中找到了許多恐龍化石的緣故。化石是指保留在岩層中的古生物遺體或活動痕跡。由於地層中保存了大量的恐龍化石,讓我們了解到恐龍曾經是地球上極為活躍的生物;而藉由對恐龍骨骼化石的分析,則可以讓我們造出牠大致的樣貌。
研究化石可以讓我們了解古生物的形態(圖3-5)。除此之外,透過對一系列相關化石的研究,可推測該生物的演化過程,故化石是說明生物演化最直接的證據。
目前,地球上已看不到活生生的恐龍,為何電影中或博物館裡仍可塑造出許多恐龍的形象呢?這是因為在地層中找到了許多恐龍化石的緣故。化石是指保留在岩層中的古生物遺體或活動痕跡。由於地層中保存了大量的恐龍化石,讓我們了解到恐龍曾經是地球上極為活躍的生物;而藉由對恐龍骨骼化石的分析,則可以讓我們造出牠大致的樣貌。
研究化石可以讓我們了解古生物的形態(圖3-5)。除此之外,透過對一系列相關化石的研究,可推測該生物的演化過程,故化石是說明生物演化最直接的證據。
大多數化石是古代生物體迅速被泥沙掩埋後,經過很長一段時間形成的,通常保存在沉積岩中(圖3-6),由於生物遺體可能被分解或破壞,只有較堅硬的部分比較容易被保存下來,例如動物的骨骼、牙齒、外殼、或是植物的細胞壁等,因此,完整的生物化石並不多見,通常只留下其中的一小部分。只有少數特殊情況下的化石保存得較為完整,例如在西伯利亞冰層中所發現的猛獁象化石及琥珀中的昆蟲化石。
古代生物活動所留下的痕跡,也屬於化石的一種。例如古生物的排遺物、足跡(圖3-7)、爬痕及挖掘的洞穴等。
有些現存的動、植物,經過多年的演化後,其形態、構造和化石祖先極為相似,沒有太大的變異,故稱這些生物為活化石,例如銀杏、腔棘魚、鸚鵡螺及鱟鱟(圖3-8)。
有些現存的動、植物,經過多年的演化後,其形態、構造和化石祖先極為相似,沒有太大的變異,故稱這些生物為活化石,例如銀杏、腔棘魚、鸚鵡螺及鱟鱟(圖3-8)。
2.地層與化石
有些化石數量較多且特徵明顯,廣泛分布在特定時代的岩層中,且不會出現在其他時代,成為該特定時代的標準化石。例如:古生代的三葉蟲;中生代的菊石和恐龍(圖3-9)。
兩岩層的地質年代是否相近,可藉地層中所含的化石群來判斷。如果在不同的地層中發現相似的化石群,則可推測這地層約在相近年代形成。
有些化石數量較多且特徵明顯,廣泛分布在特定時代的岩層中,且不會出現在其他時代,成為該特定時代的標準化石。例如:古生代的三葉蟲;中生代的菊石和恐龍(圖3-9)。
兩岩層的地質年代是否相近,可藉地層中所含的化石群來判斷。如果在不同的地層中發現相似的化石群,則可推測這地層約在相近年代形成。
在不同年代的地層中,若發現同類生物一系列的化石群,即可以根據這些化石的特徵變化推測該類生物的演化過程,例如馬的演化(圖3-10)。除此之外,也可以藉著化石群的種類和特徵,推測化石形成時的環境及氣候條件。
圖3-10是科學家在不同年代的岩層中挖掘到的馬的化石,根據圖中所示推測:
1. 馬的體型在演化過程中,有何改變?
2. 馬的前腳腳趾在演化過程中,有何改變?
3. 科學家認為:「具有4個腳趾的馬,較適合在叢林中生活;而單趾馬則較適合在草原上奔跑。」試依此論點推測馬的生活環境在演化過程中的改變情形。
1. 馬的體型在演化過程中,有何改變?
2. 馬的前腳腳趾在演化過程中,有何改變?
3. 科學家認為:「具有4個腳趾的馬,較適合在叢林中生活;而單趾馬則較適合在草原上奔跑。」試依此論點推測馬的生活環境在演化過程中的改變情形。
隨著人類科技的發展,除了化石之外,哪些證據可以說明生物的演化?