化石研究方法及其應用

A. 研究生物進化過程所用的科學方法

學習研究生物進化的方法：
（1）化石
比較生物的化石及生物化石在地層中存在的情況，是運用古生物學上的證據對生物進化研究的方法，化石是生物進化最直接和最有力的證據。
①化石是生物的遺體、遺物或生活痕跡，由於種種原因被埋藏在地層中經過若千萬年的復雜變化形成的。
②科學家發現，越簡單、越低等的生物化石總是出現在越古老的地層里，越復雜、越高等的生物化石則出現在越新近形成的地層里。
③1861年，在德國發現的「始祖鳥」化石，是爬行類進化成鳥類的典型證據。始祖鳥既具有鳥類的一螻特徵，又具有與爬行動物相同的身體結構特徵，說明它是一種從爬行類到鳥類的過渡類群。

（2）對植物、動物的器官和系統進行解刨和比較研究的方法
比較解剖學為生物進化提供的最重要的證據是同源器官。同源器官是指外形、功能不同，但來源相同、在解剖結構上具有相同性或相似性的器官。同源器官的存在，證明凡是具有同源器官的生物，都是由共同的原始祖先進化而來的，只是在進化的過程中，由於生活環境不同，同源器官適應於不同的生活環境，逐漸出現形態和功能上的不同。

（3）比較和研究動植物胚胎形成和發育過程的方法
比較和研究動植物的胚胎形成和發育也為生物進化提供了重要證據。一切高等動物的胚胎發育都是從一個受精卵開始的，這說明高等動物起源於低等的單細胞生物。

（4）比較分子生物學證據
證明生物進化還可以通過對不同種生物的同一種蛋白質(如細胞色素C) 的分子結構或DNA分子的結構的研究。研究表明：親緣關系越近的生物，其DNA或蛋白質分子具有越多的相同性；親緣關系越遠的生物，其DNA或蛋白質分子的差別就越大。

B. 請問科學家是怎樣研究化石的

石能確定地層的相對時代及劃分、對比地層；提供環境標志及確定和恢復古沉積環境；了解在成岩成礦中的作用。在地球的發展和演進中，不少類別的化石新舊更替及演化迅速，形成特徵不同的類群。這些類群的古生物，在不同地史時期的沉積中，可形成不同的化石群或化石組合，成為確定地層時代和劃分地層的重要依據。

化石能提供環境標志，判斷和恢復古沉積環境。如浮游有孔蟲，放射蟲，牙形刺等僅產於海相沉積中；如中，新生代的輪藻，某些介形蟲和硅藻僅產於陸相的淡水沉積中；某些底棲有孔蟲和介形蟲及少數的輪藻，產於濱海的邊緣環境的半鹹水沉積等等。這些不同類別的古生物在其生存期間，對於水域的溫度，鹽度，深度，渾濁度和沉積底性等都有一定的要求。通過對各類化石群落或化石組合的古生態分析並結合古沉積學的研究，用將今論古法的推測方法，便可判斷和恢復古沉積環境。如已查明我國渤海灣，黃海，東海和南海都形成於新生代，在第三紀時，由於氣候乾熱和海進的影響，我國東部沿海地區形成大量的鹹水，半鹹水沉積，這種環境為形成豐富的石油資源創造了條件。這都是利用微體古生物學的研究成果。

在成岩成礦中的作用，生物（包括微古生物）不僅可以形成燃料礦產，如煤、石油、天然氣、油頁岩等，還有某些金屬硫化礦床、磷礦、硅藻土，而且還可形成自然硫、各種鐵礦、錳礦、鈾礦、鋁土礦等礦產。許多生物都有富集成礦元素的作用，如某些海生生物體中金的含量為海水的830倍，銅 為3700倍，鋁為267000倍。另一些微體生物雖然不能成礦，但可以指示找礦的方向或是確定含礦層的位置等 。

C. 化石岩石學的研究內容

其研究內容包括生物化石的礦物成分和顯微結構構造、化石碎片鏡下鑒定，以及生物岩的化石組合和生物相環境。其研究目的是為了對礦化實體化石正確鑒定和合理分類，探索古生物之間的演化關系；鑒定沉積岩中生物化石碎片以確定沉積環境和時代；研究生物沉積岩以推測其含礦遠景或開發前景。
研究內容包括：
（1）無脊椎動物化石岩石學：研究原生、海綿、腔腸、環節、節肢、苔蘚、腕足、軟體、棘皮和牙索動物化石的礦物成分和顯微結構構造及其成因和演化。在棘皮動物中還研究鎂方解石單晶的C軸定向和構架類型。
（2）脊椎動物化石岩石學：研究硬骨、礦化軟骨、牙齒（特別是牙釉質）、鱗片、耳石和蛋殼化石的礦物成分和顯微結構構造及其成因和演化。
（3）化石顯微構造：研究蛋層及其組合、穿孔和生長紋類型及其成因。
（4）顯微結構的分類和演化：研究過渡性結構類型以完善顯微結構分類，仔細研究各種結構的接觸關系以准確確定演化順序和相互關系。
（5）化石礦物的種類和演化：用化學和物理方法推斷原始鎂方解石和碳氟磷灰石。尋找雙礦物化石，研究礦物之間的接觸關系以確定演化順序。
（6）化石碎片鑒定方法：用化石形態、顯微結構構造和礦物成分，建立系統的、有效的鑒定表和檢索系統，類似光性礦物鑒定。
（7）化石組合和生物相環境：鑒定碳酸鹽、磷酸鈣和非晶硅化石組合，推測它們的相環境。

D. 生物學家都是怎麼找出化石並研究它的

一般會先找適合這種動物的生活環境，然後開始搜索地面或岩面，找到後根據留下的特徵還有形態，再通過和現代的生物對比來推出這個動物。找化石也需要一個非常優秀的團隊，因為研究化石這個項目，比我們能夠想像出來的工程量大了非常非常多且又十分細致。

地球已經存在了四十多億年，它蘊含著無數的秘密等待著我們去發現，或許還有許許多多的原古時代生物我們還沒發現，還等著我們去探索，我們現在所找到的，可能也只是其中的一小部分而已，其中有著許多的秘密和知識，等著我們去收獲。