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脊椎動物古生物学は、化石の研究を通して、絶滅した脊椎動物（脊椎を持つ動物とその子孫）の行動、繁殖、外見を解明しようとする古生物学の一分野です。また、進化のタイムラインを用いて、過去の動物と現代の近縁種との関連性を明らかにしようと試みます。
化石記録は、初期の水生脊椎動物から現代の魚類、哺乳類、鳥類、爬虫類、両生類に至るまでの曲がりくねった進化の道筋を示しており、多くの過渡的な化石が存在するものの、まだ大きな空白領域がある。最も古い既知の化石脊椎動物は、約4億8500万年前から4億4400万年前のオルドビス紀の岩石から発見された重装甲の魚類であり、顎を持つ脊椎動物は、続くシルル紀（4億4400万年前から4億1900万年前）に板皮類と棘魚類とともに出現した。デボン紀（4億1900万年前から3億5900万年前）には、原始的な空気呼吸魚が四肢を発達させて陸上を歩けるようになり、最初の陸生脊椎動物であるステゴケファルス類となった。
石炭紀前期（3億5900万年前～2億9900万年前）のローマーの空白期 には、初期のステゴケファルス類はほとんど残っていなかったが、陸上生活により適応した脊椎動物が繁栄する余地が生まれた。冠群四足動物は石炭紀前期に出現し、テムノスポンディルス類が生態系を支配し、最初の陸上脊椎動物メガファウナとなった。爬虫類様類の系統は、陸上生活により適した代謝と、水から解放される新しい生殖形態である羊膜卵を発達させ、完全な羊膜類は石炭紀中期に出現した。サメとその近縁種である全頭類は海で繁栄し、川はリゾドント類のような肉鰭類が支配的であった。
ペルム紀（2億9900万年前～2億5200万年前）には、羊膜 類の2つの主要な系統のうちの1つである単弓類が繁栄し、その中期には派生した獣弓類が優勢になった。大絶滅により単弓類の多様性の大部分が消滅し、もう1つの竜弓類の系統から出現した主竜類が三畳紀（2億5200万年前～2億100万年前）にその多くに取って代わった。現代の両生類である両生類は、おそらくその頃にテムノスポンディル類から出現した。キノドント獣弓類から派生した真の哺乳類は、主竜類の系統から出現した恐竜とほぼ同時期に三畳紀中期に現れた。同時に条鰭類が多様化し、硬骨魚類が海を支配するようになった。
始祖鳥類（Avialae）[ 1 ]のような祖先鳥類はジュラ紀に恐竜から進化し、現生鳥類（Neornithes）は白亜紀の1億年前から6000万年前に出現した。[ 2 ]
K -Pg境界の大絶滅は、翼竜、首長竜、モササウルス、そしてほぼすべての恐竜を含む多くの脊椎動物の系統を絶滅させ、多くの生態的ニッチを空けた。真獣類哺乳類は後期ジュラ紀にはすでに進化していたが、大絶滅後の古第三紀に隆盛を極め、今日に至るまでその地位を維持している。ただし、多様性においては依然として有鱗類と鳥類が優勢である。
脊椎動物の進化の解明に貢献した人物の一人に、フランスの動物学者ジョルジュ・キュヴィエ（1769-1832）がいます。彼は、古い地層から発見された化石が、より新しい化石や現代の動物とは大きく異なることに気づきました。彼は1812年にその研究結果を発表し、進化論を断固として否定しましたが、彼の研究は（当時）議論の的となっていた種の絶滅説を証明しました。[ 3 ]
トーマス・ジェファーソンは、1797年にフィラデルフィアのアメリカ哲学協会で論文を発表し、アメリカ合衆国における脊椎動物古生物学の科学を始めたとされている。ジェファーソンは、西バージニアの洞窟で発見された地上ナマケモノの化石骨を発表し、属名をメガロニクスと命名した。この種は最終的に、彼の名誉を称えてメガロニクス・ジェファーソニイと名付けられた。 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]ジェファーソンはキュヴィエと文通し、アメリカマストドンとケナガマンモスの非常に貴重な骨を彼に送った。[ 7 ]
古生物学は、スイスの博物学者ルイ・アガシー（1807～1873）による『化石魚類研究』 （1833～1843年）の出版によって本格的に始まった。彼は数百種の化石魚類を研究、記述、一覧化し、絶滅した動物の生態に関する本格的な研究の幕開けとなった。 1859年にチャールズ・ダーウィンが『種の起源』を出版したことで、この分野は理論的な枠組みを得た。その後の研究の多くは、化石生物と現生生物の関係、そしてそれらの時間的歴史を解明することに費やされた。
現代では、アルフレッド・ローマー（1894～1973）が、脊椎動物古生物学の決定版教科書とされる『Vertebrate Paleontology』を執筆した。[ 8 ]この教科書は、比較解剖学を通して化石魚類、両生類、爬虫類の進化の過程を示しており、当時知られていたすべての化石脊椎動物属のリストも含まれている。ローマーは、共同創設者のハワード・チウとともに、1940年に脊椎動物古生物学会の初代会長となった。ローマーの伝統をほぼ引き継ぎ、多くの人がこの分野の決定版とみなす改訂版は、マギル大学のロバート・L・キャロルによって1988年に書かれた『 Vertebrate Paleontology and Evolution』である。キャロルは1983年に脊椎動物古生物学会の会長を務めた。同学会は、ニュースレターや『脊椎動物古生物学ジャーナル』を通じて、会員に最新の発見に関する情報を提供している。
従来の脊椎動物分類体系は進化分類学に基づいており、記載されている分類群のいくつかは側系統群、つまり同じ階級を与えられた別の分類群を生み出した分類群である。例えば、鳥類は一般的に爬虫類（正確には竜盤類恐竜）の子孫と考えられているが、この体系では両者は別々の綱として記載されている。系統分類学に基づく命名法では、このような分類は受け入れられないが、全体像を把握する上では優れた方法である。
この古典的なスキームは、体系的な概観が不可欠な著作、例えば Benton (1998)、Hildebrand と Goslow (2001)、Knobill と Neill (2006) などで今でも使用されています。[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]主に一般的な著作で見られますが、Fortuny ら (2011) のような専門的な著作でもまだ使用されています。[ 12 ]
動物界