人类会思考，思考在大脑里进行，因此大脑的重要性不言而喻。大脑的起源和演化正是伴随着脊椎动物的起源和演化而进行的。古脊椎动物学的奇妙之处在于不仅描述了包括我们人类在内的脊椎动物的自然历史，还彰显了演化的曲折、生命的顽强和大自然的奇妙。

演化中的重要“飞跃”

脊椎动物的起源：脊椎动物支系出现在5.41亿～4.85亿年前的寒武纪早期，作为“寒武纪大爆发”的一部分。最早的鱼化石发现于寒武纪早期的地层中，以云南澄江动物群中的昆明鱼、海口鱼和钟健鱼为代表。在化石标本上可以看到海口鱼的头部有眼睛及一个被软骨状组织保护的最早的大脑、一个脊索及一些推断的脊椎骨。这类最早的脊椎动物没有颌，统称为无颌类，只能通过过滤海水中悬浮的食物的方式或通过吮吸的方式摄食，简单而生硬。

有颌类的起源：在4.25亿年前的晚志留世和4.1亿年前的早泥盆世期间，出现了可以活动的下颌，它可以与上颌组成钳状结构，更有效地摄取食物。

四足类的起源：脊椎动物起源于大海，并在海洋中进化。当一些鱼类的身上出现肉鳍的时候，脊椎动物可以在浅滩上依赖胸鳍和腹鳍上的肉鳍移动的条件便具备了，这便是前、后肢的雛形。

羊膜类的起源：脊椎动物在从海洋向陆地拓展的时候，最初是处于两栖的状态，即幼体出生并生活在水里，而成体有时来到岸上活动。而一种具有半透性的壳，内部充满足够的液体和养料保障胚胎发育成熟孵化成幼仔的卵——羊膜卵的出现，这使得脊椎动物能够完全脱离水体在陆地上生活了。

鸟类的起源：陆生四足类的活动范围被它们的体重局限在地表。产于中国东北地区热河群地层中的大量的鸟类和带羽毛恐龙的新材料，极大地增加了我们对晚侏罗世至白垩纪的鸟类进化早期历史的知识。

哺乳动物的起源：哺乳动物是全身被毛、头部有较大的脑、运动快速、体内新陈代谢旺盛、恒温胎生、体内有膈的脊椎动物，因能通过乳腺分泌乳汁来给幼崽哺乳而得名。摩根齿兽类主要产于欧洲、北美洲、中国和南非的早侏罗世地层。

人类的起源：早期灵长类由于个体较小，栖息在树林中以昆虫和花果为食，并在树枝间摆荡寻找食物或躲避天敌。这种生态促使了灵长类的视力和大脑的发展。当晚中新世以来气候逐渐干旱，稀树草原代替了茂密的森林的时候，生活在森林中的一支具有较大的脑量、手脚灵活的人猿类不得不改变树栖的习惯来到地面生活，演化出直立行走的运动方式而成为最早的人类。直立行走的最直接效果就是解放出前肢，使得这支古人类可以凭借它们增大的大脑及灵活的前肢制造工具。而制造工具是脊椎动物演化中最伟大的飞跃。

现代人制造的工具不仅使人类的四肢得到了延伸，把活动范围从地面扩大到海洋和蓝天，还使我们的视力和脑力得到了大幅度的延伸，使人类的活动范围进一步超越任何生物而扩大到太空。因此制造工具是人与动物的分水岭。工具的出现标志着具有文化特征的人类（人属）的起源，发生在大约260万年前。随着工具制造技术的不断提高及脑量的不断增大，最终在大约20万年前演化出现代人。

恐龙的兴衰

最富传奇色彩的脊椎动物——恐龙起源于大约2.45亿年前的三叠纪，并统治了陆生动物群1.8亿年，直到在白垩纪-古近纪大绝灭中终结。最早的恐龙是体型较小的两足行走食肉类，但是大型四足行走的食植类也在三叠纪末进化出来了。在侏罗纪和白垩纪期间恐龙分化出一大批大型和小型的肉食类、笨重的食植类，小型的快速移动的食植类，以及其他带有大型骨板、角、甲板和锤的防御器官的类群。

最具代表性的食肉恐龙有霸王龙，也是最恐怖的恐龙，主要产自北美洲和中亚晚白垩世地层，大多数是大型的或巨型的。霸王龙类的前肢很小，而后肢非常粗壮，所以基本上是直立行走的。雷克斯霸王龙，长约14米，重约10吨，被认为是史上最大的食肉类恐龙。

最具代表性的食植物恐龙是梁龙类，侏罗纪和白垩纪的巨无霸，分布于欧洲、美洲和非洲。梁龙头部很小，伸出的牙齿可能用于像钳子那样撕剥下植物。梁龙的长脖子可以扩大摄食范围，无须移动庞大而沉重的身躯就能采集到食物，这对于非常大型的动物来说更节能

恐龙的繁盛一直保持到晚白垩世。但那时在一些大型植食性类型中有衰落的类群，这样可能打破了群体平衡。大体型的植食类及一些北美洲类群在白垩纪末衰落，而肉食性恐龙、中等体型的植食性恐龙及一些亚洲种类却没有衰落。（编辑/有庆）