师：同学们，你们去过上海自然博物馆吗？见过镇馆之宝黄河象化石吗？黄河象，也就是剑齿象，是一种已在地球上消失的动物。

　　大约200万年前的一天，天空万里无云，太阳炙烤着大地，大地上的生物都在寻找水源。一群大象在头象的带领下缓缓前行，最先来到河边的头象伸长鼻子吸水，却脚下一滑，失足陷入泥潭。这只大象逐渐被泥沙掩埋，直到1973年1月，人们在黄河流域发现了它。其整个身体结构保存十分完整的骨骼和牙齿，这些钙化物历经时间推移，已变成石头般的东西。但它标志性的巨大牙齿，让人一下就辨识出它是师氏剑齿象，因在黄河流域发现，也被称为黄河象。

　　今天我们在上海自然博物馆见到的化石，是那只失足落水大象化石的模型。它最显著的特点是两颗粗长、平行排列且弯曲度小的门牙，体型远大于我们在动物园见到的大象。如今地球上已见不到这种大象，我们只能通过化石猜想黄河古象曾经的模样。

　　黄河古象真的灭绝了吗？科学家怎么知道地球上曾存在这样的大家伙？从简单的原始生命到千姿百态的生物世界，生物进化经历了怎样的历程？我们虽无法亲眼目睹，但在漫长进化历程中留下了大量线索。让我们像科学家一样收集进化证据，认识进化历程。

　　如果我们是研究生物进化的科学家，可以从哪些方面收集证据呢？我们可以从多个学科收集，比如古生物学、胚胎学、解剖学以及分子生物学等。来自古生物学的化石是直接证据，化石是打开认识过去生物之门的钥匙。那什么是化石呢？化石就是地层中古代生物的遗体、遗物或生活痕迹。最常见的化石由动植物的坚硬部分形成，比如动物的骨骼、牙齿、贝壳，以及植物的茎、花粉粒。也有完整生物体形成的化石，比如昆虫被滴落的树脂包裹，形成栩栩如生的琥珀化石。在西伯利亚的冻土里，有距今2 - 5万年前的猛犸，因长期保存在冰里未分解，就像刚从冰箱取出一样新鲜。

　　还有的化石是生物体柔软部分腐化后形成的，比如植物叶的印痕化石、始祖鸟羽毛的印痕化石。有的化石是生物体活动留下的痕迹形成的，如恐龙的足迹化石。还有古生物的排泄物或卵形成的，如恐龙蛋化石等。化石是如何形成的呢？200万年前的一天，剑齿象在河边饮水失足，陷入泥潭后被迅速掩埋。古代生物的遗体、遗物或生活痕迹在特殊条件下被迅速掩埋，长期与空气隔绝，在特殊环境条件下，经过若干万年变化，就形成了化石。化石是古生物学研究的对象，也是研究生物进化的直接证据。化石形成需漫长时间和特殊条件，且已灭绝生物不可能再出现，所以地球上的化石绝无仅有，一旦破坏就无法恢复。化石不会说话，科学家是怎么知道黄河象的故事的呢？科学家通过研究化石特点，为我们展现不同地质年代生物的生动生活场景。他们能从动物牙齿化石推测其饮食情况，从动物骨骼化石推测其体型大小和运动方式，利用放射性元素衰变测定化石形成年代等。

　　1859年达尔文发表《物种起源》时，化石记录中过渡类型的生物化石较少，这让达尔文深感困扰，鸟类进化就是难题之一。直到1861年，在德国境内距今1.5亿年前的地层里，科学家发现了始祖鸟化石。我们该如何解读始祖鸟化石呢？非专业人士解读较困难，研究者会根据化石形态和结构，参照现有相似生物，将其绘制成复原图，甚至打造栩栩如生的3D模型。我们一起来了解一下。

　　师：But what kind of creature was Archaeopteryx? When it was alive, it had two long leg bones, so it must have stood upright, a bony tail and a long neck. Its head had bony jaws packed with teeth like a reptiles, and its arms had three elongated fingers, each ending with a claw. So you might think it was some kind of strange, spindly armed, upright standing lizard, except for one fact, there is evidence of more than just bones on its slab, feathers.

　　Archaeopteryx lived some 150 million years ago, long before the appearance of true birds. Those feathers on its arms certainly enabled it to glide, but that's not all.

　　It had powered flight. Marks on the bones show that there were enough muscles attached to them to enable it to. Not only that, a recent scan of its skull showed that its brain would have given it the senses and reactions that are needed for accurate flight control in the air.

　　This creature was half reptile, half bird. It was the first proof that in pre history there were intermediate forms that link the big, very different groups of animals that we know today.

　　师：古生物学家研究化石最常用的方法是比较，将相互联系的生物通过一定标准对比，找出异同。请大家观察始祖鸟的复原图，并与另外两种脊椎动物比较。思考两个问题：一、它的身体结构有哪些特征像古代爬行动物，哪些特征像现代鸟类？二、始祖鸟化石的发现在生物进化上的意义是什么？第一眼看到始祖鸟，古生物学家和我们一样，觉得它是一只鸟，因为它有许多鸟类特征，前肢变成翼，全身覆盖羽毛，足有四趾，三趾向前，一趾向后。但它和现在任何一种鸟都不同。

　　师：古生物学家认为始祖鸟是鸟类的祖先，那它又起源于哪种动物呢？我们发现始祖鸟前肢末端有爪和趾，没有喙，口中有牙齿，许多尾椎骨构成长长的尾。这些特征都和古代爬行类非常相似。始祖鸟既具有现代鸟类特征，又具有古代爬行类特征，你能做出怎样的推测呢？

　　生：始祖鸟是古代爬行类向鸟类进化的中间过渡类型，鸟类是由古代爬行类进化而来的，古代爬行类是现代鸟类和现代爬行类的共同祖先。