古生物学の歴史

古生物学の歴史は、生物が残した化石記録を研究することで、地球上の生命の歴史を理解しようとする努力の歴史をたどります。古生物学は過去の生物を理解することに関係しているため、生物学の一分野であると考えることができますが、その歴史的発展は地質学や地球自体の歴史を理解しようとする努力と密接に結びついています。

古代には、クセノファネス（紀元前570年〜480年）、ヘロドトス（紀元前484年〜425年）、エラトステネス（紀元前276年〜194年）、ストラボン（紀元前64年〜紀元後24年）が海洋生物の化石について書き、陸地がかつては水中にあったことを示唆している。古代中国人はそれらを竜の骨とみなし、そのように文書化した。^[1]中世には、ペルシャの博物学者イブン・シーナー（ヨーロッパではアヴィセンナとして知られる）が『医術の書』 （1027年）で化石について論じ、14世紀にザクセンのアルブレヒト・フォン・ザクセンが詳述することになる石化流体の理論を提唱した。中国の博物学者沈括（1031年〜1095年）は、化石化した竹の証拠に基づいて気候変動の理論を提唱した。

近世ヨーロッパでは、理性の時代に起こった自然哲学の変化の不可欠な部分として、化石の体系的な研究が登場しました。^[2]化石の性質と過去の生命との関係は17世紀から18世紀にかけてより深く理解されるようになり、18世紀末にはジョルジュ・キュヴィエの研究によって絶滅の現実に関する長年の論争に終止符が打たれ、比較解剖学と関連した古生物学が科学分野として登場しました。化石記録に関する知識の拡大は、地質学、特に 地層学の発展にもますます大きな役割を果たしました。

1822年、フランスの科学雑誌の編集者が、化石を通して古代の生物を研究することを指すために「古生物学」という言葉を使い、19世紀前半には地質学会や博物館の成長、専門の地質学者や化石専門家の増加に伴い、地質学と古生物学の活動がますます組織化されていった。これは、地球上の生命の歴史に関する知識の急速な増加と、主に化石証拠に基づいた地質年代尺度の定義に向けた進歩に貢献した。生命の歴史に関する知識が向上し続けると、生命の発達には何らかの連続的な秩序があったことがますます明らかになった。これは、種の変容に関する初期の進化論を促進することになるだろう。^[3]チャールズ・ダーウィンが1859年に『種の起源』を出版した後、古生物学の焦点の多くは、人類の進化や進化論を含む進化の道筋の理解に移った。 ^[3]

19 世紀後半には、特に北米で古生物学活動が飛躍的に拡大しました。^[2]この傾向は 20 世紀にも続き、地球上の新たな地域が体系的な化石収集の対象となり、20 世紀末の中国での一連の重要な発見がそれを証明しています。多くの移行化石が発見され、現在ではすべての脊椎動物の綱がどのように関連しているかを示す豊富な証拠があると考えられており、その多くは移行化石の形で存在しています。^[4] 20 世紀最後の数十年間は、大量絶滅とそれが地球上の生命の進化に果たした役割に新たな関心が集まりました。^[5]また、ほとんどの動物門の体制の発達をもたらしたカンブリア爆発にも新たな関心が集まりました。エディアカラ生物群の化石の発見と古生物学の発展により、カンブリア紀よりはるか以前の生命の歴史に関する知識が広がりました。

1835年以前に描かれたサン族の洞窟壁画は、ディキノドン類の化石に触発された可能性がある。 ^[6]

紀元前6世紀には、ギリシャの哲学者 クセノファネス・オブ・コロポン（紀元前570-480年）が、一部の化石貝が貝類の残骸であることを認識しており、それを使って、当時の陸地はかつて海の下にあったと主張した。^[7] レオナルド・ダ・ヴィンチ（1452-1519）も、未発表のノートの中で、一部の化石貝が貝類の残骸であると結論付けている。しかし、どちらの場合も、化石は現生種によく似た貝類の完全な残骸であり、そのため分類が容易であった。^[8]

1027年、ペルシャの博物学者 イブン・シーナー（ヨーロッパではアヴィセンナとして知られる）は、『医術の書』の中で、化石の石化の原因について説明を提唱した。^[2]彼は、蒸気の呼気で説明したアリストテレスの考えを修正した。イブン・シーナーはこれを石化流体（succus lapidificatus ）の理論に修正し、これは14世紀にザクセンのアルブレヒトによって詳しく述べられ、16世紀までにほとんどの博物学者によって何らかの形で受け入れられた。^[9]

宋代の沈括（中国語：沈括、1031年 - 1095年）は、太行山脈で発見された海洋化石を用いて、地形や海岸の経年変化などの地質学的プロセスの存在を推測した。 ^[10] 1088年、彼は陝西省汕北地方延安の地中から保存された化石化した竹を発見した。彼は観察結果に基づき、陝西省は竹の生育に適した生息地ではない乾燥気候帯に属していたため、緩やかな気候変動の理論を主張した。^[11]

自然の観察、分類、カタログ化に新たな重点が置かれた結果、16 世紀のヨーロッパの自然哲学者たちは、化石のコレクション(および植物や動物の標本のコレクション) を大量に収集し始めました。これらのコレクションは、整理しやすいように特別に作られたキャビネットに保管されることが多かったのです。コンラッド・ゲスナーは1565 年に化石に関する著作を出版しましたが、そこにはそのようなキャビネットとコレクションに関する最初の詳細な記述が含まれていました。このコレクションは、ゲスナーが著作に利用した広範な通信員ネットワークのメンバーの所有物でした。自然哲学者と収集家の間のこのような非公式な通信ネットワークは、16 世紀を通じてますます重要になり、17 世紀に形成され始める科学協会の直接の先駆けとなりました。これらのキャビネット コレクションと通信ネットワークは、自然哲学の発展に重要な役割を果たしました。^[12]

しかし、16世紀のヨーロッパ人のほとんどは、化石が生物の残骸であることを認識していませんでした。化石という言葉の語源は、掘り出されたものを意味するラテン語に由来しています。これが示すように、この用語は、有機起源であるかどうかに関係なく、さまざまな石や石のような物体に適用されました。ゲスナーやゲオルク・アグリコラなどの16世紀の著述家は、物体の起源を決定することよりも、そのような物体を物理的および神秘的な特性によって分類することに興味を持っていました。^[13]さらに、当時の自然哲学は、化石の起源について別の説明を奨励しました。アリストテレス派と新プラトン派の両哲学派は、石の物体が地球の中で成長して生物に似ている可能性があるという考えを支持しました。新プラトン派の哲学は、生物と無生物の間には類似性があり、一方が他方に似ている可能性があると主張しました。アリストテレス学派は、生物の種子が地中に入り、その生物に似た物体を生み出すことができると主張した。^[14]

レオナルド・ダ・ヴィンチは、古生物学の2つの主要な分野、すなわち体化石学と生痕学の間に連続性を確立した。^[15]実際、レオナルドは2つの主要な化石のクラスを扱っていた。(1)体化石、例えば化石化した貝殻、(2)生痕化石（痕跡化石とも呼ばれる）、すなわち生命と基質の相互作用の化石化した産物（例えば巣穴や掘削孔）。レスター法典の第8ページから第10ページで、レオナルドは体化石という主題を検討し、同時代の人々を悩ませた問題の1つに取り組んだ。なぜ山で石化した貝殻が見つかるのか？^[15]レオナルドは、化石軟体動物の生物学的性質とその堆積マトリックスを正しく解釈することでこの疑問に答えた。^[16]レオナルド・ダ・ヴィンチの解釈は、体化石の性質に関する3世紀に及ぶ科学的議論を克服した点で、非常に革新的であるように思われる。^{[17] [18] [19]}ダ・ヴィンチは、化石の性質に関する自身の考えを証明するために、無脊椎動物の生痕化石を考慮した。ダ・ヴィンチにとって、生痕化石は、(1) 石化した貝殻の有機的性質と、(2) 化石を含む岩層の堆積起源を証明する上で中心的な役割を果たした。ダ・ヴィンチは、生物侵食生痕化石とは何かを次のように説明している。^[20]

パルマとピアチェンツァ周辺の丘陵には、岩にまだ付着している軟体動物や穴をあけられたサンゴが豊富にあります。ミラノで大きな馬を研究していたとき、ある農民が大きな袋いっぱいのそれらを私に持ってきてくれました。

— レスター法典、フォリオ9r

このような化石ボーリングにより、レオナルドは無機物説、つまりいわゆる石化した貝殻（軟体動物の化石）は無機物であるという説を反駁することができた。レオナルド・ダ・ヴィンチの言葉を借りれば：^{[21] [15]}

[無機説は正しくない]なぜなら、木材を食べる木食い虫と同じように、殻の上に[動物の]動きの痕跡が残っているからである...

— レスター法典、フォリオ9v

ダヴィンチは化石ボーリングだけでなく、巣穴についても論じた。レオナルドは化石の巣穴を古環境の道具として使い、堆積層の海洋性を示した。^[20]

層と層の間には、まだ乾いていないときにその間を這い回った虫の痕跡が残っている。海泥にはまだ貝殻が残っており、貝殻は泥と一緒に石化している。

— レスター法典、フォリオ 10v

ルネサンス期には他の博物学者も無脊椎動物の生痕化石を研究したが、これほど正確な結論に達した者はいなかった。 ^[22]レオナルドの無脊椎動物の生痕化石に関する考察は、同時代の人々だけでなく、後の時代の解釈と比べても非常に現代的である。実際、1800年代には無脊椎動物の生痕化石はフコイド、つまり海藻であると説明されており、その真の性質が広く理解されたのは1900年代初頭になってからであった。^{[23] [24] [25]}これらの理由から、レオナルド・ダ・ヴィンチは古生物学の2つの主要分野、すなわち体化石の研究と生痕学の創始者とみなされるにふさわしい人物である。^[15]

理性の時代、自然哲学の根本的な変化が化石の分析に反映された。1665年、アタナシウス・キルヒャーは著書『地底世界』で、巨人の骨は絶滅した巨人の種族のものだとした。同年、ロバート・フックは顕微鏡による観察結果を図解した『ミクログラフィア』を出版した。観察結果の1つは「化石化した木とその他の化石化した物体」と題され、化石化した木と普通の木の比較が含まれていた。フックは、化石化した木は「石や土の粒子を含浸させた水」に浸した普通の木であると結論付けた。次に、数種類の化石の貝殻が、同様のプロセスで普通の貝殻から形成されたと示唆した。彼は、そのような物体は「地球自体に潜在する、並外れた塑性力によって形成された石」であるという一般的な見解に反論した。^[26]フックは化石が地球上の生命の歴史についての証拠を提供すると信じており、1668年に次のように書いている。

...もし、有名な人物や町、または器具の貨幣、メダル、壷、その他の記念碑の発見が、そのような人物や物が過去に存在していたことの疑いのない証拠として認められるならば、それらの化石化は、そのような植物や動物が過去に存在していたことの同等の妥当性と証拠であると認められるであろう...そして、すべての理性的な人間が判読できる真の普遍的な文字である。^[27]

フックは、そのような化石の中には、おそらく過去の地質学的大惨事によって絶滅した種が存在している可能性を受け入れる用意があった。^[27]

1667 年、ニコラス ステノは、解剖したサメの頭に関する論文を執筆しました。ステノは、サメの歯を「舌石」またはグロッソペトラと呼ばれる一般的な化石と比較しました。ステノは、化石はサメの歯に違いないと結論付けました。ステノはその後、化石の問題に興味を持ち、化石の有機起源に対する反論のいくつかに対処するために、岩石層の研究を始めました。この研究の結果は、1669 年に「固体に自然に囲まれた固体に関する論文の先駆け」として出版されました。この本で、ステノは、実際に岩石内で形成された岩石結晶などの物体と、それらの岩石の外で形成された化石の殻やサメの歯などの物体を明確に区別しました。ステノは、特定の種類の岩石は水平な堆積層の連続的な堆積によって形成され、化石はその堆積物に埋もれた生物の残骸であることを認識しました。 17世紀の自然哲学者のほとんどと同様に、地球の年齢はわずか数千年であると信じていたステノは、海から遠く離れた海洋生物の化石の説明として聖書の洪水に頼りました。 ^[28]

先駆者の影響が大きかったにもかかわらず、マーティン・リスター（1638-1712）やジョン・レイ（1627-1705）などの博物学者は、一部の化石の有機起源に疑問を抱き続けた。彼らは特に、フックが有機起源であると主張したアンモナイトの化石が、既知のどの生物種にも似ていないことを懸念していた。これは絶滅の可能性を提起したが、哲学的および神学的理由から、彼らはそれを受け入れるのが困難だった。^[29] 1695年、レイはウェールズの博物学者エドワード・リュイドに、このような見解について不満を述べる手紙を書いた。「... 聖書の歴史に衝撃を与えるような一連の結果が続く。少なくとも、神学者や哲学者の間で受け入れられている、最初の天地創造以来、動物や植物の種が失われず、新しい種が生み出されたことはないという意見は、十分な理由もなく覆される。」^[30]

ジョルジュ・ビュフォンは1778 年の著書『自然の時代』 の中で、化石、特に北ヨーロッパで発見されたゾウやサイなどの熱帯種の化石を、地球は現在よりもずっと温暖だったが徐々に寒冷化してきたという理論の証拠として挙げています。

1796年、ジョルジュ・キュヴィエは、インドゾウとアフリカゾウの骨格を、マンモスや後に彼がマストドンと名付ける動物の化石と比較し、現生のゾウと化石のゾウに関する論文を発表した。彼は、インドゾウとアフリカゾウが異なる種であり、マンモスはどちらとも異なり絶滅したに違いないことを初めて確立した。彼はさらに、マストドンも絶滅した種であり、インドゾウやアフリカゾウとはマンモス以上に異なると結論付けた。キュヴィエは、1796年にパラグアイで発見された大きな化石骨格に関する2番目の論文を発表し、古生物学における比較解剖学の威力をもう一度強力に実証した。彼はこれをメガテリウムと名付け、その頭蓋骨を2種の現生樹上性ナマケモノの頭蓋骨と比較することで巨大ナマケモノであると特定した。キュヴィエの古生物学と比較解剖学における画期的な研究は、絶滅の広範な受容につながった。^{[31]また、キュヴィエは化石記録によって明らかにされた生物の遷移を説明する地質学的カタストロフィ}ズム理論を提唱した。彼はまた、マンモスやケブカサイは現在熱帯地方に生息するゾウやサイと同じ種ではないため、それらの化石は地球の寒冷化の証拠としては使えないと 指摘した。

地層学の先駆的な応用として、測量士で鉱山技師のウィリアム・スミスは、さまざまな場所の岩石層の相関関係を明らかにするために化石を広範に利用した。スミスは、 1790年代後半から19世紀初頭にかけて、イングランド初の地質図を作成した。スミスは、動物相遷移の原理を確立した。これは、堆積岩の各層には特定の種類の化石が含まれ、遠く離れた地層でもこれらの化石が予測可能な形で連続するという考えである。同じ頃、キュヴィエとパリ鉱山工学学校の講師アレクサンドル・ブロンニャールは、パリ周辺地域の地質に関する影響力のある研究で同様の方法を使用した。

スミソニアン図書館は、脊椎動物の古生物学の基礎を築いた著作の初版は、1812年にフランスで出版されたジョルジュ・キュヴィエの『Recherches sur les ossements fossiles de quadrupèdes 』 （四足化石骨の研究）であると考えている。 ^[32]第2版について言及している。この著作（1821年）の著者、キュヴィエの弟子で科学出版物 Journal deの編集者フィジークの アンリ・マリー・デュクロテイ・ド・ブランヴィルは、1822 年 1 月にJournal de physiqueに「Analyse des principaux travaux dans les Sciences physiques, publiés dans l'année 1821」というタイトルの記事を発表しました。 1821年に」）。この論文で、ブランヴィルは初めて印刷された単語「palæontologie ^」[33]を発表した。これは後に英語の「paleontology」の語源となった。ブランヴィルは1817年にすでに、キュヴィエらが絶滅した動物を復元する研究を指すために「paléozoologie」という造語を作った。化石の骨。しかし、ブレインヴィルは動物と植物の化石の両方の研究を指すことができる用語を探し始めました。いくつかの代替案を試しましたがうまくいきませんでしたが、1822年に「palaeontologie」にたどり着きました。化石化した生物の研究に対するブレインヴィルの用語はすぐに人気が出て英語化されて「paleontology」となった。^[34]

1828年、アレクサンドル・ブロンニャールの息子で植物学者のアドルフ・ブロンニャールは、化石植物の歴史に関するより長い著作の序文を出版した。アドルフ・ブロンニャールは、植物の歴史はおおまかに4つの部分に分けられると結論付けた。最初の期間は隠花植物によって特徴づけられる。2番目の期間は針葉樹の出現によって特徴づけられる。3番目の期間はソテツの出現をもたらし、4番目は顕花植物（双子葉植物など）の発達をもたらした。これらの各期間間の移行は、化石記録の急激な不連続によって特徴づけられるが、期間内での変化はより緩やかであった。ブロンニャールの研究は古植物学の基礎となり、地球上の生命には長く複雑な歴史があり、異なるグループの植物や動物が順番に出現したという理論を強化した。^{[35]また、ブロンニャールは植物の化石から}石炭紀の北ヨーロッパの気候は熱帯であったに違いないと結論付け、地球の気候が時間とともに変化したという考えを裏付けた。 ^[36]「古植物学」という用語は1884年に、「花粉学」という用語は1944年に造られた。

1804年、キュヴィエはフランスのパリ郊外（パリ盆地として知られている）の石膏採石場から2つの化石哺乳類の属を特定した（ただし、彼は少なくとも1800年にはその化石を知っていた）。メガテリウムやマムートなど、それ以前に発見された化石哺乳類とは異なり、1804年に記載された化石哺乳類は地表の堆積物ではなくより深い堆積物から発見されており、より古い時代（始新世後期）であることが示された。彼は、歯牙および頭蓋骨以降の証拠に基づいて、この2つの属が間違いなく哺乳類であり、バク、ラクダ、ブタなどの現生哺乳類に類似していることを特定した。しかし、彼はまた、歯牙の証拠に基づいて、これらが互いに、また現生哺乳類とは異なることも特定した。彼はこの2つの属をパレオテリウムとアノプロテリウムと名付けた。^{[40] [41] [42]} 1807年後半、彼はパンタンとアントニーの自治体で最近発見されたA. communeの不完全な骨格2体について書いている。骨格が不完全で、最初のものは作業員が注意深く収集しなかったために部分的に損傷していたにもかかわらず、彼は頭蓋骨以降の証拠に基づいて、A. communeが彼の生涯の後に偶蹄目に分類されることになる動物に似ていると判断することができた。しかし、 A. communeが、 22個の尾椎からなる長くて頑丈な尾や、足に2本の長い指に加えて第3の小指など、現存する近縁種には現代の類似物がない非常に珍しい特徴を誇っていたことにキュヴィエは驚きを表明した。^{[43] [44]}

1812年、キュヴィエは、小型のパレオテリウム（プラギオロフス・マイナー）と中型のアノプロテリウム（キフォドン・グラシリス）、そして最も有名なアノプロテリウム・コミューンについて、既知の化石の復元図を発表した。アノプロテリウム・コミューンでは、短い四肢と長い尾を支えるために、全身に頑丈な筋肉があったことをキュヴィエは正確に予測することができた。また、アノプロテリウムに割り当てられたさまざまな種の古生物学上の仮説についても記述した（そのうちのいくつかは、最終的にキフォドンやディコブーネなどの古第三紀のさまざまな偶蹄目に割り当てられることになる）。化石哺乳類の属の骨格復元と古生態学的行動の仮説は、古生物学における最も初期の例の1つと考えられている。^{[37] [45]}彼はまた、この種の既知の骨格に基づいてA. communeの筋肉の復元図を描いたが、これは再版されたものの、推測に頼りすぎるという懸念から一般には公開されなかった。しかし、今日では彼のA. communeの筋肉の復元図は正確であり、古生物芸術と生体力学への道を開いたと考えられている。^[46]

1808年、キュヴィエはマーストリヒトで発見された化石が巨大な海生爬虫類で、後にモササウルスと名付けられたと特定した。また、絵からバイエルンで発見された別の化石が空飛ぶ爬虫類であると特定し、プテロダクティルスと名付けた。彼は、これらの化石が発見された地層に基づいて、彼が「哺乳類の時代」と呼んでいた時代以前に大型爬虫類が生息していたと推測した。^[47]キュヴィエの推測は、その後20年間にわたってイギリスで行われた一連の発見によって裏付けられることになる。11歳のときからプロの化石収集家であったメアリー・アニングは、ライム・レジスのジュラ紀の海底地層から多数の海生爬虫類と先史時代の魚の化石を収集した。これらには、1811年に収集された、魚竜として認識された最初の骨格や、 1821年と1823年に発見された最初のプレシオサウルス骨格2体が含まれていた。メアリー・アニングは、彼女と弟が魚竜の骨格を発見したとき、まだ12歳だった。彼女の発見の多くは、地質学者ウィリアム・コニーベア、ヘンリー・デ・ラ・ベッシュ、ウィリアム・バックランドによって科学的に説明されることになる。^{[48]魚竜の骨格の腹部に「}ベゾアール石」と呼ばれる石状の物体がしばしば見つかることに気づいたのはアニングであり、そのような石を割ると、化石化した魚の骨や鱗、時には小型魚竜の骨が含まれていることが多いことに気づいた。これにより彼女は、バックランドにそれらは化石化した糞便ではないかと示唆し、バックランドはそれをコプロライトと名付け、古代の食物連鎖をより深く理解するために利用した。^[49]メアリー・アニングは科学に革命をもたらした多くの化石の発見をした。しかし、彼女の驚異的な科学的貢献にもかかわらず、彼女の発見は公式に認められることはほとんどなかった。彼女の発見は、彼女の化石を買った裕福な男性たちの功績であるとされることが多かった。^[50]

1824年、バックランドはストーンズフィールドのジュラ紀の堆積物から下顎骨を発見し、その骨について記述した。彼はその骨が肉食の陸生爬虫類のものであると判定し、メガロサウルスと名付けた。同じ年、ギデオン・マンテルは、1822年にティルゲートの白亜紀の岩石で発見した大きな歯が、巨大な草食の陸生爬虫類のものであると気づいた。その歯がイグアナの歯に似ていたため、彼はそれをイグアノドンと名付けた。こうしたことすべてから、マンテルは1831年に「爬虫類の時代」と題する影響力のある論文を発表し、地球が大型爬虫類で溢れていた長い期間があったという証拠をまとめ、さまざまな種類の爬虫類が最初に出現した岩石層に基づいてその時代を、現代の三畳紀、ジュラ紀、白亜紀に先立つ3つの期間に分けた。^[51] 1832年、マンテルはティルゲートで装甲爬虫類の部分的な骨格を発見し、ヒラエオサウルスと名付けた。1841年、イギリスの解剖学者リチャード・オーウェンは、メガロサウルス、イグアノドン、ヒラエオサウルスを合わせて恐竜類と名付けた新しい爬虫類の目を作り出した。^[52]

巨大爬虫類が過去に地球上に生息していたというこの証拠は、科学界に大きな興奮を引き起こした。^[53]一般大衆の一部にも。^{[54]バックランドは、}メガロサウルスと同じ地層で発見された小型の原始的哺乳類ファスコロテリウムの顎について記述した。ストーンズフィールド哺乳類として知られるこの発見は、大いに議論された異常な発見だった。キュビエは最初、それが有袋類だと思ったが、バックランドは後にそれが原始的な胎盤哺乳類であることを認識した。その小型で原始的な性質のため、バックランドは、それが爬虫類の時代、つまり最も大きく目立つ動物が哺乳類ではなく爬虫類であったという全体的なパターンを無効にするとは思わなかった。^[55]

キュヴィエは1796年に、現生象と化石象に関する画期的な論文で、現在の形態に取って代わられた生命を破壊した単一の大惨事について言及している。絶滅した哺乳類の研究の結果、彼はパレオテリウムやアノプロテリウムなどの動物がマンモスの時代以前に生息していたことに気づき、一連の動物相を絶滅させた複数の地質学的大惨事という観点から論文を書くに至った。 ^[56] 1830年までに、英国における古植物学と恐竜や海生爬虫類の発見の結果として、彼の考えをめぐって科学的コンセンサスが形成されていた。 ^{[57] 19世紀初頭に}自然神学が非常に影響力を持っていた英国では、バックランドやロバート・ジェイムソンを含む地質学者のグループが、キュヴィエの最近の大惨事を聖書の洪水と明確に結び付けることを主張した。イギリスでは大惨事論は他の国では見られない宗教的な意味合いを持っていた。^[58]

チャールズ・ライエルは、ウィリアム・バックランドや他の洪水地質学の専門家による不合理で非科学的な推測に反応して、影響力のある著書『地質学原理』で斉一説の地質学理論を提唱した。^[59]ライエルは、自身のフィールド調査と他者の研究の両方から、ほとんどの地質学的特徴は過去の破滅的な出来事ではなく、火山活動、地震、浸食、堆積などの現在の力のゆっくりとした作用によって説明できるという証拠を集めた。 ^[60]ライエルはまた、化石記録における破滅的な変化の明らかな証拠、さらには生命の歴史における方向継承の出現さえも、その記録の不完全さによって引き起こされた錯覚であると主張した。例えば、彼は、最古の化石層に鳥類や哺乳類が存在しないのは、海洋生物の方が化石化しやすいという事実に起因する、化石記録の不完全さに過ぎないと主張した。^[60]また、ライエルは、哺乳類の前に爬虫類が必ずしも存在していたわけではないことの証拠としてストーンズフィールドの哺乳類を指摘し、特定の更新世の地層には絶滅した種とまだ生き残っている種が混在しているという事実を指摘し、これは絶滅が破滅的な出来事の結果ではなく、断片的に起こったことを示していると述べた。^[61]ライエルは、地球の地質学的特徴は、現在観察できるのと同じ地質学的力が長期間にわたって作用したことによるものだという考えを地質学者に納得させることに成功した。彼は、化石記録に関する彼の見解は方向遷移理論を支持しないと信じており、その見解の支持を得ることはできなかった。^[62]

19世紀初頭、ジャン・バティスト・ラマルクは化石を用いて種の転換説を主張した。^[63]化石の発見と、生命が時間とともに変化したという新たな証拠が、その後の数十年間、このテーマに関する憶測を刺激した。^[64] ロバート・チェンバースは、1844年の科学書『創造の自然史の痕跡』で化石証拠を使用し、宇宙と地球上の生命の進化的起源を主張した。ラマルクの理論と同様に、この理論でも、生命は単純なものから複雑なものへと進化したと主張した。^[65]これらの初期の進化論の考えは科学界で広く議論されたが、科学界の主流には受け入れられなかった。^[66]転換説の批判者の多くは、議論に化石証拠を使用した。リチャード・オーウェンは、恐竜という用語を生み出した同じ論文の中で、恐竜は現代の爬虫類と同じくらい洗練され複雑だったと指摘し、それが進化論と矛盾していると主張した。^[67] ヒュー・ミラーも同様の主張を展開し、オールド・レッド・サンドストーン層で発見された化石魚は、後の魚と同じくらい複雑であり、ヴェスティジェスが主張する原始的な形態ではないと指摘した。^[68]これらの初期の進化論は主流の科学として受け入れられることはなかったが、それをめぐる議論は、数年後にダーウィンの自然選択による進化論が受け入れられる道を開くこととなった。^[69]

アダム・セジウィックやロデリック・マーチソンなどの地質学者は、デボン紀大論争などの論争の過程で、地層学を進歩させ続けた。彼らは、カンブリア紀、シルル紀、デボン紀、ペルム紀など、新たに認識された地質時代について記述した。地層学におけるこうした進歩は、ウィリアム・ロンズデール（化石サンゴ）やジョン・リンドリー（化石植物）など、特定の種類の化石に関する専門知識を持つ専門家の意見にますます依存するようになり、2人はデボン紀論争とその解決に役割を果たした。^[70] 1840年代初頭までに、地質年代尺度の大部分が開発されていた。1841年、ジョン・フィリップスは、化石記録の急激な断層に基づいて、地質年代を古生代、中生代、新生代の3つの主要な時代に正式に分割した。^{[71]彼は中生代の3つの時代と}オルドビス紀を除く古生代のすべての時代を特定した。彼の地質年代尺度の定義は今日でも使われている。^[72]それは相対的な時間尺度のままであり、どの時代も絶対的な日付を割り当てる方法はなかった。現在の「哺乳類の時代」の前に「爬虫類の時代」があっただけでなく、生命が海に限定されていた時代（カンブリア紀とシルル紀）と無脊椎動物が動物の中で最も大きく複雑な形態であった時代（デボン紀以前）があったことが理解されていた。

1830年代から1840年代にかけての地質学と古生物学の急速な進歩は、地質学者と化石専門家の国際ネットワークの拡大に支えられ、その研究はますます多くの地質学会によって組織され、審査された。これらの地質学者と古生物学者の多くは、大学、博物館、政府の地質調査所で有給で働く専門家となった。地球科学に対する国民の支持が比較的高かったのは、その文化的影響と、石炭などの鉱物資源の開発に役立つという実証済みの経済的価値によるものであった。^[73]

もうひとつの重要な要素は、18世紀後半から19世紀初頭にかけて、大規模な自然史コレクションを有する博物館が発展したことである。これらの博物館は世界中の収集家から標本を受け取り、比較解剖学や形態学の研究の中心としての役割を果たした。これらの学問分野は、より技術的に洗練された形態の自然史の発展に重要な役割を果たした。最初で最も重要な例の1つは、19世紀最初の数十年間の自然史の発展の中心となったパリの自然史博物館である。この博物館は、フランス国民議会の法令によって1793年に設立され、フランス革命中に没収された膨大な王室コレクションと貴族の個人コレクションに基づき、ナポレオン戦争中のフランス軍の征服で押収された資料によって拡張された。パリの博物館は、キュヴィエと、その職業上のライバルであるジョフロワ・サンティレールの仕事の拠点であった。イギリスの解剖学者ロバート・グラントとリチャード・オーウェンは、両者ともここで学んだ。オーウェンは王立外科医師会の博物館で働きながら、イギリスを代表する形態学者となった。^{[74] [75]}

チャールズ・ダーウィンが1859年に『種の起源』を出版したことは、古生物学をはじめとするすべての生命科学における分岐点となった。化石はダーウィンの理論の発展に役割を果たした。特に彼は、ビーグル号の航海中に南米で収集したオオアルマジロ、オオナマケモノ、そして当時は巨大ラマだと思っていたものの化石に感銘を受けていた。これらは現代でも大陸に生息している種と関連があるように思われた。^{[76] 『種の}起源』出版直後に始まった科学的議論は、化石記録の中に移行期の化石や進化の他の証拠を探すための協調的な取り組みにつながった。初期の成功がかなりの注目を集めた分野が2つあり、爬虫類から鳥類への移行と、現代の一本指の馬の進化であった。^[77] 1861年、歯と羽毛を持ち、爬虫類と鳥類の特徴が混ざった動物である始祖鳥の最初の標本がバイエルンの石灰岩採石場で発見され、リチャード・オーウェンによって記載された。もう1つは1870年代後半に発見され、 1881年にベルリン自然史博物館で展示された。他の原始的な歯のある鳥は、1872年にカンザス州でオスニエル・マーシュによって発見された。マーシュはまた、アメリカ西部で数頭の原始的な馬の化石を発見し、始新世の小さな5本指のヒラコテリウムから、はるかに大きく一本指の現代の馬であるエクウス属までの馬の進化をたどるのに役立った。トーマス・ハクスリーは進化論を主張する際に馬と鳥の化石の両方を広範に利用した。科学界では進化論が急速に受け入れられたが、進化の原動力としてダーウィンが提唱した自然淘汰のメカニズムが受け入れられたのはそれほど普遍的ではなかった。特にエドワード・ドリンカー・コープやヘンリー・フェアフィールド・オズボーンなどの古生物学者の中には、彼らが進化の直線的傾向と認識していたものを説明するために、生涯にわたって獲得した特徴の遺伝を主張する新ラマルキズムや、特定の方向に変化しようとする生来の衝動を主張する正進化論などの代替説を好んだ者もいた。^[78]

人類の進化にも大きな関心が寄せられた。ネアンデルタール人の化石は1856年に発見されたが、当時はそれが現代人とは異なる種族であるかどうかは明らかではなかった。ユージン・デュボアは1891年にジャワ原人を発見し、人類と類人猿の中間に位置すると思われる種族の化石証拠として初めてセンセーションを巻き起こした。^[79]

19世紀後半の大きな発展は、北米における古生物学の急速な発展であった。1858年、ジョセフ・ライディはハドロサウルスの骨格を記載したが、これは良好な化石から記載された最初の北米の恐竜であった。しかし、化石収集の拡大を本当に促進したのは、南北戦争後に鉄道、軍事基地、カンザス州および米国西部の他の地域への入植地の西方への大規模な拡張であった。^[80]その結果、白亜紀の一部にカンザス州と米国中西部の残りの部分の多くを覆っていた西部内海の発見、原始的な鳥類と馬の重要な化石の発見、アロサウルス、ステゴサウルス、トリケラトプスを含む多くの新しい恐竜の属の発見など、北米の自然史に関する理解が深まった。この活動の多くは、オスニエル・マーシュとエドワード・コープという二人の男の間の激しい個人的かつ職業的な競争の一部であり、ボーン・ウォーズとして知られるようになった。^[81]

20 世紀の地質学における 2 つの進歩は、古生物学に大きな影響を与えました。1 つ目は放射年代測定法の発達で、これにより地質年代に絶対的な日付を割り当てることが可能になりました。2 つ目はプレートテクトニクスの理論で、これにより古代の生命の地理的分布を解明することができました。

20世紀には、古生物学の探査があらゆる場所で活発になり、ヨーロッパと北米の活動が主ではなくなった。バックランドの最初の発見から1969年までの135年間で、合計170の恐竜の属が記述された。1969年以降の25年間で、その数は315に増加した。この増加の大部分は、特に南米とアフリカのこれまであまり探査されていなかった地域での新しい岩石露出の調査によるものであった。^[82] 20世紀末近く、中国が化石の組織的探査に門戸を開いたことで、恐竜や鳥類と哺乳類の起源に関する豊富な資料が得られた。^{[83]また、1990年代に行われた中国のカンブリア紀の化石遺跡である}澄江動物群の研究は、脊椎動物の起源に関する重要な手がかりを提供した。^[84]

20世紀には、大量絶滅とそれが生命の歴史に及ぼした影響への関心が再び大きく再燃した。これは特に、ルイスとウォルター・アルバレスが、衝突が白亜紀-古第三紀の絶滅を引き起こし、非鳥類型恐竜や他の多くの生物を絶滅させたというアルバレス仮説を提唱した1980年以降に顕著になった。 ^[85]また、1980年代初頭には、ジャック・セプコスキとデビッド・M・ラウプが海洋無脊椎動物の化石記録の統計分析を行った論文を発表し、生命の進化史に重要な意味を持つ繰り返される大量絶滅のパターン（おそらく周期的）を明らかにした。

20 世紀を通じて、新たな化石の発見は進化の道筋を理解する上で貢献し続けた。例としては、1930 年代に始まったグリーンランドでの発見 (1980 年代にはさらに大きな発見があった) 、四肢動物が魚類から進化したことを示す化石や、1990 年代の中国での恐竜と鳥類の関係に光を当てた化石など、分類上の大きな転換が挙げられる。大きな注目を集めた他の出来事としては、パキスタンでのクジラの進化に光を当てた一連の化石の発見や、最も有名なのは、20 世紀を通じてアフリカ ( 1924 年のタウング チャイルド^[86]に始まる) やその他の場所での一連の発見が人類の進化の過程を解明するのに役立ったことである。20 世紀末には、古生物学と分子生物学の成果が統合され、詳細な系統樹が明らかになっていった。

古生物学の成果は進化論の発展にも貢献した。1944年にジョージ・ゲイロード・シンプソンは『進化のテンポとモード』を出版し、定量分析を用いて、化石記録は、新ラマルキズムや正進化論の初期の提唱者らが予測した直線的傾向ではなく、自然選択と遺伝的浮動による進化論の提唱者らが予測した分岐した非方向性のパターンと一致していることを示した。これにより、古生物学は現代の進化論統合に統合された。[ 87 ^] 1972年にナイルズ・エルドリッジとスティーブン・ジェイ・グールドは化石証拠を用いて、進化は比較的長い期間の静止と、はるかに短い期間の比較的急速な変化によって特徴づけられるとする断続平衡説を提唱した。^[88]

1980年代、1990年代、そしてそれ以降に多くの活動が見られた古生物学の分野の一つは、独特の体型を持つ様々な動物門の多くが初めて出現したカンブリア爆発の研究である。よく知られているバージェス頁岩のカンブリア紀の化石遺跡は、1909年にチャールズ・ドゥーリトル・ウォルコットによって発見され、もう一つの重要な中国の澄江遺跡は1912年に発見された。しかし、1980年代にハリー・B・ウィッティントン、デレク・ブリッグス、サイモン・コンウェイ・モリスらが行った新たな分析により、新たな関心が引き起こされ、グリーンランドで重要な新化石遺跡であるシリウス・パセットが発見され、 1989年にはスティーブン・ジェイ・グールドによる人気があり物議を醸した本『ワンダフル・ライフ^{』が出版されるなど、活動が活発化した。 [89]}

1950 年以前は、カンブリア紀以前の生命の化石証拠は広く受け入れられていませんでした。チャールズ・ダーウィンは『種の起源』を執筆した際、カンブリア紀の比較的複雑な動物以前の生命の化石証拠がないことは進化論に対する潜在的な反論であることを認めていましたが、将来そのような化石が見つかるだろうという希望を表明しました。1860 年代には先カンブリア紀の化石が発見されたという主張がありましたが、これらは後に有機起源ではないことが示されました。19 世紀後半にはチャールズ・ドゥーリトル・ウォルコットがストロマトライトやその他の先カンブリア紀生命の化石証拠を発見しましたが、当時はこれらの化石の有機起源も議論されていました。 1950年代に、さらに多くのストロマトライトとそれを作ったバクテリアの微化石が発見され、ソ連の科学者ボリス・ヴァシリエヴィチ・ティモフェエフが先カンブリア紀の堆積物から微細な化石胞子を発見したという一連の論文を発表したことで、この状況は変わり始めた。重要なブレークスルーは、マーティン・グラスナーが、レジナルド・スプリッグが1940年代後半にオーストラリアのエディアカラ丘陵で発見した軟体動物の化石が、スプリッグが当初考えていた初期カンブリア紀ではなく、実は先カンブリア紀のものであることを証明したことで、エディアカラ生物群が知られている最古の動物となった。20世紀末までに、古生物学は、生命の歴史が少なくとも35億年前に遡ることを確立した。^[90]

• 生物学の歴史
• 進化論の歴史
• 地質学の歴史
• 科学の歴史
• 化石遺跡一覧 （リンクディレクトリ付き）
• 古生物学の年表
• 一般的に化石化される無脊椎動物の分類
• 古生物学のタイムライン
• 無脊椎動物古生物学に関する論文
• アメリカ合衆国の古生物学の歴史

• ボウラー、ピーター J. (2003)。『進化：アイデアの歴史』カリフォルニア大学出版局。ISBN 978-0-520-23693-6。
• ボウラー、ピーター J. (1992)。『地球を包む：環境科学の歴史』WW ノートン。ISBN 978-0-393-32080-0。
• ボウラー、ピーター J.、イワン・リース・モーラス（2005年）。現代科学の創造。シカゴ大学出版局。ISBN 978-0-226-06861-9。
• デズモンド、エイドリアン(1975)。「海進の発見と古代の化石の説明」アメリカ科学ジャーナル、第 275 巻。
• ラーソン、エドワード J. (2004)。『進化：科学理論の注目すべき歴史』モダン ライブラリー。ISBN 978-0-679-64288-6。
• マクゴーワン、クリストファー（2001 ）。ドラゴンシーカーズ。Persus Publishing。ISBN 978-0-7382-0282-2。
• エバーハート、マイケル・J.（2005）。カンザスの海：西部内陸海の自然史インディアナ大学出版局。ISBN 978-0-253-34547-9。
• グリーン、マージョリー、デイヴィッド・デピュー（2004年）。生物学の哲学：エピソード史。ケンブリッジ大学出版局。ISBN 978-0-521-64371-9。
• ニーダム、ジョセフ（1986）。中国の科学と文明：第3巻、数学と天地の科学. ケイブスブックス社ISBN 978-0-253-34547-9。
• ロバート・フック (1665) ミクログラフィア 王立協会
• パーマー、ダグラス (2005) 『地球時間: ビクトリア朝イングランドからグランドキャニオンまでの遠い過去を探る』 ワイリー、チチェスター。ISBN 978-0-470-02221-4 
• ラドウィック、マーティンJS（1997）。ジョルジュ・キュヴィエ、化石骨、そして地質学的大惨事シカゴ大学出版局。ISBN 978-0-226-73106-3。
• プロセロ、ドナルド.R（2015）。25の化石に見る生命の物語コロンビア大学出版局ニューヨーク。ISBN 978-0-231-53942-5。
• ラドウィック、マーティンJS（1985）。化石の意味（第2版）。シカゴ大学出版局。ISBN 978-0-226-73103-2。
• ラドウィック、マーティン JS (1985)。 『デボン紀大論争：紳士的な専門家による科学的知識の形成』シカゴ大学出版局。ISBN 978-0-226-73102-5。
• ラドウィック、マーティン JS (2008)。アダム以前の世界：改革の時代における地理史の再構築シカゴ大学出版局。ISBN 978-0-226-73128-5。
• ツィッテル、カール・アルフレッド・フォン（1901）。『19世紀末までの地質学と古生物学の歴史』、チャールズ・スクリブナー・サンズ、ロンドン。
• 董志明（1992年）。『中国の恐竜類（英語版）』北京、ベルリン、ニューヨーク：中国海洋出版社、Springer- Verlag。ISBN 978-3-540-52084-9. LCCN  92207835. OCLC  26522845.

• 古生物学の歴史
• ロシアにおける古昆虫学の歴史