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고생물학사

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1. 개요

고생물학은 과거 생명체의 연구를 통해 지구 생명체의 역사와 진화 과정을 탐구하는 학문이다. 고대 그리스 시대부터 화석에 대한 인식이 있었으나, 17세기 이후 과학적 방법론을 통해 발전했다. 18세기에는 멸종 개념이 확립되고, 19세기 초 층서학의 발전과 함께 퀴비에, 스미스 등의 연구를 통해 고생물학 연구가 심화되었다. 다윈의 진화론은 고생물학에 큰 영향을 미쳤으며, 20세기에는 방사성 연대 측정법과 판 구조론의 발달로 연구가 더욱 확장되었다. 캄브리아기 대폭발, 대량 멸종, 인류 진화 연구가 활발히 진행되었으며, 분자 생물학과의 결합을 통해 진화 연구가 심화되었다. 한국에서도 고생물학 연구가 진행되고 있으며, 주요 연구 분야와 과제가 존재한다.

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고생물학사
고생물학 역사
학문 분야고생물학
기원고대
주요 인물조르주 퀴비에
메리 애닝
기디언 맨텔
리처드 오언
찰스 다윈
오트니엘 찰스 마시
에드워드 드링커 코프
존 오스트롬
스티븐 제이 굴드
초기 역사
고대 그리스고생물학적 사색의 시작
중세 이슬람 세계화석에 대한 이해 발전
르네상스과학적 탐구의 부활
18세기
과학적 고생물학의 시작조르주 퀴비에의 비교 해부학 발전
중요한 발견모사사우루스
메갈로사우루스
19세기
고생물학의 발전진화론의 영향
화석 수집과 연구의 활성화
중요한 발견이구아노돈
하드로사우루스
시조새
20세기
현대 고생물학의 발전계통발생학적 분석 방법 도입
분자 고생물학의 등장
중요한 발견벨로키랍토르
미크로랍토르
논쟁과 발전
창조론과의 논쟁창조과학의 도전
고생물학적 증거를 통한 진화론 지지
대중 문화 속의 고생물학영화 쥬라기 공원의 영향
고생물학에 대한 대중의 관심 증가

2. 17세기 이전

일찍이 기원전 6세기에 그리스 철학자 콜로폰의 크세노파네스는 일부 화석 껍질이 조개류의 잔해라는 것을 인식했고, 당시 육지는 바다 밑에 있었다고 주장했다.[96] 레오나르도 다 빈치는 미공개 공책에서 일부 조개 껍질 화석이 조개의 잔해라고 결론지었다. 그러나 두 경우 모두 화석은 살아있는 종과 매우 흡사한 갑각류 종의 완전한 잔해였으므로 분류하기 쉬웠다.[97]

1027년에 페르시아의 박물학자인 이븐 시나(유럽에서는 Avicenna로 알려짐)는 치유의 책에서 화석 같은 현상이 어떻게 발생했는지에 대한 설명을 제안했다.[92] 그는 아리스토텔레스의 아이디어를 수정했는데, 그것은 증기 호기의 관점에서 설명했다. 이븐 시나는 이것을 14세기 작센의 알베르트가 정교화한 석화 유체 이론(succus lapidificatus)으로 수정했으며 16세기까지 대부분의 박물학자에 의해 어떤 형태로든 받아들여졌다.[98]

심괄(송나라)은 태항산맥에서 발견된 해양 화석을 이용하여 시간에 따른 지형과 해안의 이동과 같은 지질학적 과정의 존재를 추론하였다.[99] 그는 산시성 산베이 지역 옌안 지하에서 발견된 보존 석화 대나무를 관찰하여 점진적 기후 변화 이론을 주장했다.[100]

자연의 관찰, 분류 및 목록화에 대한 새로운 강조의 결과로, 유럽의 16세기 자연 철학자들은 새로운 종을 더 쉽게 구분하기 위해, 종종 특별히 제작된 보관소에 보관되었던 광범위한 화석 개체 컬렉션을 구축하기 시작했다. 콘라트 게스너는 그러한 캐비닛과 컬렉션에 대한 최초의 상세한 설명 중 하나를 포함하는 화석에 대한 1565년 작업을 출판했다. 컬렉션은 게스너가 자신의 작품을 위해 그린 광범위한 통신원 네트워크의 일원이었다. 자연 철학자와 수집가 사이의 이러한 비공식 통신 네트워크는 16세기 동안 점점 더 중요해졌으며 17세기에 형성되기 시작할 과학 사회의 직접적인 선구자였다. 이러한 캐비닛 컬렉션과 통신 네트워크는 자연 철학의 발전에 중요한 역할을 했다.[101]

그러나 대부분의 16세기 유럽인들은 화석이 살아있는 유기체의 잔해라는 것을 인식하지 못했다. 화석(fossils)이라는 단어의 어원은 파헤친 것들의 라틴어에서 유래했다. 이것이 시사하는 바와 같이, 이 용어는 유기적 기원을 가지고 있는지 여부에 관계없이 다양한 돌 및 돌과 같은 물체에 적용되었다. 게오르크 아그리콜라와 같은 16세기 작가들은 물체의 기원을 결정하는 것보다 그러한 물체를 물리적, 신비로운 속성으로 분류하는 데 더 관심이 있었다.[102] 또한 그 시대의 자연 철학은 화석의 기원에 대한 대안적인 설명을 장려했다. 아리스토텔레스신플라톤 철학 학파는 돌로 된 물체가 지구 내에서 자라서 생명체를 닮을 수 있다는 생각을 지지했다. 신플라톤주의 철학은 생물과 무생물 사이에 유사성이 있어 한 대상이 다른 대상을 닮게 할 수 있다고 주장했다. 아리스토텔레스 학파는 살아있는 유기체의 씨앗이 땅에 들어가서 그러한 유기체와 유사한 물체를 생성할 수 있다고 주장했다.[103]

2. 1. 고대 그리스와 로마 시대

산족의 동굴 벽화는 1835년 이전에 제작되었으며, 디키노돈트의 유해에서 영감을 받았을 수 있다.[6] 기원전 6세기 초, 그리스 철학자 콜로폰의 크세노파네스는 일부 화석 조개가 조개류의 유해임을 인식하고, 이를 통해 당시 육지였던 곳이 한때 바다였다고 주장했다.[7] 레오나르도 다 빈치 또한 미출판된 노트에서 일부 화석 조개가 조개류의 유해라고 결론 내렸다. 그러나 두 경우 모두 화석은 살아있는 종과 매우 유사한 조개류의 완전한 유해였기 때문에 분류하기 쉬웠다.[8]

1027년, 이슬람 지리학자 아비센나는 ''치유의 책''에서 화석의 돌 성분이 어떻게 생기는지에 대한 설명을 제시했다.[2] 그는 아리스토텔레스의 증기 배출 설명을 석화 유체(''succus lapidificatus'') 이론으로 수정했고, 이는 14세기에 작센의 알베르트에 의해 상세화되었으며 16세기까지 대부분의 박물학자들에게 받아들여졌다.[9]

송나라의 선괄은 태항산에서 발견된 해양 화석을 사용하여 지형학과 해안선의 시간적 이동과 같은 지질학적 과정의 존재를 추론했다.[10] 1088년, 그는 산시성 옌안의 지하에서 보존된 석화된 대나무를 발견하고, 이를 근거로 점진적인 기후 변화 이론을 주장했다.[11]

16세기 유럽의 자연 철학자들은 자연을 관찰, 분류 및 목록화하는 데 대한 새로운 강조의 결과로 화석 물체의 광범위한 수집을 시작했으며, 이를 정리하기 위해 특별히 제작된 캐비닛에 보관했다. 콘라트 게스너는 1565년에 그러한 캐비닛과 컬렉션에 대한 최초의 상세한 설명을 담은 화석에 관한 작품을 출판했다. 이러한 캐비닛 컬렉션과 통신 네트워크는 자연 철학의 발전에 중요한 역할을 했다.[12]

그러나 대부분의 16세기 유럽인들은 화석이 살아있는 유기체의 유해라는 것을 인식하지 못했다. 당시 '화석'이라는 단어는 유기적 기원 여부에 관계없이 다양한 돌과 돌과 유사한 물체에 적용되었다. 게오르그 아그리콜라와 같은 16세기 작가들은 물체의 기원을 결정하는 것보다 물리적 및 신비적 특성에 따라 분류하는 데 더 관심이 있었다.[13] 아리스토텔레스주의신플라톤주의 철학 학파는 돌과 같은 물체가 지구 내에서 살아있는 것과 유사하게 성장할 수 있다는 생각을 지지했다.[14]

2. 2. 동아시아의 고생물학적 관찰

송나라의 선괄 (1031–1095)은 태항산에서 발견된 해양 화석을 사용하여 지형학과 해안선의 시간적 이동과 같은 지질학적 과정의 존재를 추론했다.[10] 1088년, 선괄은 산시성 옌안의 지하에서 보존된 석화대나무를 발견하였다.[11] 그는 산시성이 대나무의 성장을 지원하지 않는 건조 기후대에 속했기 때문에, 자신의 관찰을 바탕으로 점진적인 기후 변화 이론을 주장했다.[11]

2. 3. 르네상스 시대

다빈치는 화석 고생물학과 생흔화석 사이의 연속성을 확립했다.[104] 다빈치는 화석화된 껍질과 같은 몸의 화석과 생명체-기질 상호작용의 화석화된 산물인 생흔화석(예: 굴과 구멍)을 다뤘다.[104]

레스터 코드의 Folio 8에서 10에서 다빈치는 연체동물 화석의 생물학적 특성과 퇴적물 기질을 정확하게 해석하여 신체 화석에 대한 동시대 사람들의 문제를 해결했다.[104][105] 다빈치의 해석은 인체 화석의 본질에 대한 3세기 동안의 과학적 논쟁을 능가하는 혁신적인 것이었다.[106][107][108]

다빈치는 무척추 동물의 연화석을 통해 석화된 조개껍데기의 유기적 성질과 화석 물체가 있는 암석층의 퇴적 기원을 증명했다.[109] 생물 침식 생흔화석에 대한 설명과 함께, 파르마(Parma)와 피아첸차(Piacenza) 주변 언덕에서 발견된 연체 동물과 산호초 화석을 예시로 들었다.[109] 이를 통해 다빈치는 무기 이론을 반박했다.[110][104]

다빈치는 또한 화석 굴을 고환경 도구로 사용하여 퇴적층의 해양 특성을 입증했다.[111] 다른 르네상스 박물학자들도 무척추 동물의 연화석을 연구했지만, 다빈치와 같은 정확한 결론에 도달하지는 못했다.[112] 무척추 동물 생흔화석에 대한 다빈치의 고려는 동시대와 후대의 해석과 비교할 때 매우 현대적이다.[113][114][115] 이러한 이유로 다빈치는 고생물학의 두 가지 주요 분야, 즉 신체 화석과 ichnology 연구의 창시자로 간주된다.[104]

3. 17세기

요한 야코프 슈처는 그의 ''대홍수 식물표본관'' (1709)에서 성서의 홍수를 사용하여 화석을 설명하려고 했다.


이성의 시대에는 자연철학의 근본적인 변화가 화석분석에 반영되었다. 1665년 키르허는 그의 ''Mundus subterraneus''에서 거대한 뼈를 멸종된 거대 인간 종족의 것으로 돌렸다. 같은 해에 로버트 훅은 현미경으로 관찰한 내용을 그림으로 모은 ''Micrographia''를 출판했다. 이러한 관찰 중 하나는 "석화 목재 및 기타 석화 몸체"라는 제목으로 명명되었으며, 여기에는 석화 목재와 일반 목재의 비교가 포함되었다. 그는 석화된 나무가 "돌과 흙 입자가 함침된 물"로 적셔진 일반 나무라고 결론지었다. 그런 다음 그는 여러 종류의 화석 조개껍데기가 일반 조개에서 비슷한 과정으로 형성되었다고 제안했다. 그는 그러한 물체가 "지구 자체에 잠재된 어떤 비범한 Plastick 미덕에 의해 형성된 돌"이라는 일반적인 견해에 반대하여 주장했다.[116] 훅은 화석이 1668년에 쓴 지구 생명체의 역사에 대한 증거를 제공했다고 믿었다. 그는 다음과 같이 썼다.

(중략) ··· 유명인의 주화, 메달, 항아리 및 기타 기념물, 도시 또는 기구의 발견이 의심할 여지 없는 증거로 인정되는 경우, 그러한 사람 또는 사물이 과거에 존재했었다는 사실이 분명히 그러한 석화일 수 있다. 이전에 그러한 야채나 동물이 있었다는 것과 같은 타당성과 증거가 허용되어야 하며, 모든 이성적인 사람들이 읽을 수 있는 진정한 보편적인 특성이다.[117]


스테노(Steno)의 1667년 논문의 삽화는 비교를 위해 상어 머리와 이빨 화석이 있는 이빨을 보여준다.


훅은 그러한 화석 중 일부가 과거의 지질학적 재앙에서 멸종된 종을 대표할 가능성을 받아들일 준비가 되어 있었다.[118]

1667년 스테노는 그가 해부한 상어 머리에 관한 논문을 썼다. 그는 상어의 이빨을 글로소페트라(glossopetrae)로 알려진 일반적인 화석 물체와 비교했다. 그는 화석이 상어 이빨임에 틀림없다고 결론지었다. 그 후 스테노는 화석에 대한 질문에 관심을 갖게 되었고, 화석의 유기적 기원에 대한 몇 가지 이의를 제기하기 위해 암석 지층을 연구하기 시작했다.

이 작업의 결과는 1669년에 "Forerunner to a Dissertation on a solid naturally enclosed in a solid"라는 책으로 출판되었다. 이 책에서 Steno는 암석 내부에서 실제로 형성된 암석 결정과 같은 물체와 암석 외부에서 형성된 화석 껍데기 및 상어 이빨과 같은 물체를 명확하게 구분했다. 스테노는 어떤 종류의 암석이 수평적 퇴적층의 연속적인 퇴적에 의해 형성되었으며 화석은 그 퇴적물에 묻힌 살아있는 유기체의 잔해라는 것을 깨달았다.

대다수의 17세기 자연 철학자들과 마찬가지로 지구의 나이가 겨우 수천 년이라고 믿었던 스테노는 바다에서 멀리 떨어진 해양 유기체의 화석에 대한 가능한 설명을 성서 속 홍수 이야기에서 찾았다.[119]

''Forerunner''의 상당한 영향에도 불구하고 마틴 리스터(1638-1712)와 존 레이(1627-1705)와 같은 박물학자들은 계속해서 일부 화석의 유기적 기원에 의문을 제기했다. 그들은 특히 훅이 주장하는 유기적 기원의 화석 암모나이트(Ammonites)와 같이 알려진 살아있는 종과 닮지 않은 생물체에 대해 우려했다. 이것은 그들이 철학적, 신학적 이유로 받아들이기 어려운 멸종 가능성을 제기했기 때문이다.[120] 1695년에 Ray는 웨일즈의 박물학자인 에드워드 루이드에게 다음과 같이 불평했다. "신과 철학자들 사이에서 최초의 창조 이후로 동물이나 식물의 종들이 사라지지 않았으며 새로운 종들이 생산되지 않았다는 것은 정당한 이유가 없다."[121]

3. 1. 화석에 대한 과학적 접근

합리주의 시대 동안 자연 철학의 근본적인 변화는 화석 분석에 반영되었다. 1665년 아타나시우스 키르허는 그의 저서 『지하 세계』에서 거대한 뼈들을 멸종된 거인족의 유해로 여겼다. 같은 해 로버트 훅은 현미경 관찰 결과를 그림으로 엮은 『미크로그라피아』를 출판했다. 그는 석화된 나무가 "돌과 흙 입자가 스며든 물"에 젖은 일반 나무라고 결론 내렸다. 그는 또한 몇몇 종류의 화석 조개가 유사한 과정을 거쳐 일반 조개에서 형성되었다고 제안했다. 그는 이러한 물체가 "지구 자체에 잠재된 어떤 특별한 가소적 힘에 의해 형성된 돌"이라는 일반적인 견해에 반박했다.[26] 훅은 1668년에 화석이 지구 생명체의 역사에 대한 증거를 제공한다고 믿고, 화석이 과거 지질학적 재앙으로 인해 멸종된 종을 나타낼 수 있다는 가능성을 받아들였다.[27]

1667년 니콜라스 스테노는 해부한 상어 머리에 관한 논문을 썼다. 그는 상어의 이빨과 "설석" 또는 "글로소페트라"로 알려진 일반적인 화석 물체를 비교했다. 그는 화석이 상어 이빨임에 틀림없다고 결론 내렸다. 스테노는 화석의 유기적 기원에 대한 몇 가지 반론을 해결하기 위해 암석 지층을 연구하기 시작했다. 이 연구의 결과는 1669년 『고체 내부에 자연적으로 갇힌 고체에 대한 논문 예고』로 출판되었다. 스테노는 특정 종류의 암석이 수평 퇴적층의 연속적인 퇴적에 의해 형성되었으며 화석은 그러한 퇴적물에 묻힌 살아있는 유기체의 잔해라는 것을 깨달았다. 17세기 자연 철학자 거의 모두와 마찬가지로, 지구의 나이가 불과 수천 년밖에 되지 않는다고 믿었던 스테노는 바다에서 멀리 떨어진 해양 생물의 화석에 대한 가능한 설명으로 성경의 홍수를 사용했다.[28]

『예고』가 상당한 영향을 미쳤음에도 불구하고, 마틴 리스터(1638–1712) 및 존 레이(1627–1705)와 같은 자연학자들은 일부 화석의 유기적 기원에 대해 계속 의문을 제기했다. 그들은 훅이 유기적 기원이라고 주장했지만 알려진 살아있는 종과 닮지 않은 화석 암모나이트와 같은 물체에 특히 우려를 표했다. 이는 멸종의 가능성을 제기했는데, 그들은 철학적, 신학적 이유로 받아들이기 어려워했다.[29] 1695년 레이는 웨일스 자연학자 에드워드 루이드에게 이러한 견해에 대해 불만을 제기하는 편지를 썼다.[30]

3. 2. 멸종 개념의 등장

합리주의 시대 동안 자연 철학의 근본적인 변화는 화석 분석에 반영되었다. 1665년 아타나시우스 키르허는 『지하 세계』에서 거대한 뼈들을 멸종된 거인족의 유해로 여겼다. 같은 해 로버트 훅은 『미크로그라피아』를 출판하여 석화된 나무가 "돌과 흙 입자가 스며든 물"에 젖은 일반 나무라고 결론 내렸다. 그는 화석 조개가 유사한 과정을 거쳐 형성되었다고 제안하며, "지구 자체에 잠재된 어떤 특별한 가소적 힘에 의해 형성된 돌"이라는 견해를 반박했다.[26] 훅은 1668년에 화석이 지구 생명체의 역사에 대한 증거를 제공하며, 과거 지질학적 재앙으로 인해 멸종된 종을 나타낼 수 있다고 믿었다.[27]

1667년 니콜라스 스테노는 상어 이빨과 "설석"을 비교하여 화석이 상어 이빨임에 틀림없다고 결론 내렸다. 그는 암석 지층 연구를 통해 화석이 암석 외부에서 형성된 물체임을 구분하고, 특정 종류의 암석이 수평 퇴적층의 연속적인 퇴적에 의해 형성되었으며 화석은 묻힌 유기체의 잔해라는 것을 깨달았다. 스테노는 성경의 홍수를 해양 생물 화석에 대한 설명으로 사용했다.[28]

『예고』에도 불구하고, 마틴 리스터와 존 레이는 화석의 유기적 기원에 대해 의문을 제기했다. 그들은 암모나이트와 같이 알려진 살아있는 종과 닮지 않은 화석에 우려를 표하며 멸종 가능성을 받아들이기 어려워했다.[29] 1695년 레이는 에드워드 루이드에게 보낸 편지에서 이러한 견해가 "최초 창조 이후 동식물의 종이 사라지거나 새로운 종이 생겨나지 않았다는 의견을 뒤엎는다"고 불만을 제기했다.[30]

4. 18세기

턱을 비교하는 그림은 살아있는 코끼리와 화석 코끼리에 대한 퀴비에의 1796년 프레젠테이션이 출판된 1799년에 추가되었다.


1778년의 자연의 시대(Epochs of Nature)에서 조르주 부폰(Georges Buffon)은 화석, 특히 북유럽에서 발견된 코끼리나 코뿔소와 같은 열대 종의 화석을 지구가 현재보다 훨씬 더 따뜻했다가 서서히 식기 시작했다는 이론의 증거로 언급했다.

1796년 조르주 퀴비에는 인도 코끼리와 아프리카 코끼리의 골격 유적을 매머드와 그가 나중에 비교 해부학을 활용하여 마스토돈이라고 명명할 동물의 화석과 비교하는 살아있는 코끼리와 코끼리 화석에 관한 논문을 발표했다. 그는 인도코끼리와 아프리카코끼리가 다른 종이며 매머드가 둘 다 다르며 메머드는 분명히 멸종된 것임을 처음으로 확립했다. 그는 또한 마스토돈이 매머드보다 인도 코끼리나 아프리카 코끼리와 다른 멸종된 또 다른 종이라고 결론지었다.

퀴비에는 1796년 파라과이의 커다란 나무늘보 화석 골격에 대한 두 번째 논문을 발표했을 때 고생물학에서 비교 해부학의 힘을 강력하게 입증했다. 고생물학과 비교 해부학에 대한 퀴비에의 획기적인 연구는 멸종에 대한 광범위한 수용으로 이어졌다.[122] 또한 퀴비에는 화석 기록에 의해 밝혀진 유기체의 연속성을 설명하기 위해 격변설의 지질학적 이론을 옹호하게 되었다. 그는 또한 매머드와 털코뿔소는 현재 열대지방에 살고 있는 코끼리와 코뿔소와 같은 종이 아니기 때문에 그들의 화석이 냉각된 지구에 대한 증거로 사용될 수 없다고 지적했다.

''조직화 화석(1817)의 William Smith 지층'' 의 삽화


층서학의 선구적인 응용에서 측량사이자 광산 엔지니어인 윌리엄 스미스는 화석을 광범위하게 사용하여 다양한 위치에 있는 암석 지층의 상관 관계를 확인했다. 그는 1790년대 후반과 19세기 초반에 영국의 첫 번째 지질 지도를 만들었다. 그는 퇴적암의 각 지층이 특정 유형의 화석을 포함하고 이들이 서로 멀리 떨어져 있는 지질학적 지층에서도 예측 가능한 방식으로 서로 계승될 것이라는 생각인 동물상 천이의 원리를 확립했다. 동시에 퀴비에와 파리 광산 공학 학교의 강사인 브롱니아르는 파리 주변 지역의 지질학에 대한 영향력 있는 연구에서 유사한 방법을 사용했다.

4. 1. 멸종 개념의 확립

조르주 뷔퐁은 1778년 저서 《자연의 시대》(Epochs of Nature)에서 유럽 북부에서 발견된 코끼리와 코뿔소와 같은 열대 종의 화석을 지구가 현재보다 훨씬 높은 온도에서 시작되어 점차 식어갔다는 이론의 증거로 언급했다.[31]

1796년 조르주 퀴비에는 인도와 아프리카 코끼리의 골격 유해와 매머드 및 그가 나중에 마스토돈으로 명명할 동물의 화석을 비교 해부학을 사용하여 비교하는 논문을 발표했다.[31] 그는 인도와 아프리카 코끼리가 서로 다른 종이며, 매머드는 둘 다와 다르고 멸종되었음을 처음으로 확립했다.[31] 또한 마스토돈이 인도나 아프리카 코끼리와는 다른 멸종 종이며, 매머드보다 더 다르다는 결론을 내렸다.[31] 퀴비에는 파라과이에서 발견된 커다란 화석 골격에 대한 두 번째 논문을 1796년에 발표하면서 고생물학과 비교 해부학의 힘을 강력하게 보여주었다.[31] 그는 이 화석의 이름을 ''메가테리움''으로 명명하고 그 두개골을 살아있는 두 종의 나무늘보와 비교하여 거대 나무늘보로 확인했다.[31] 고생물학과 비교 해부학에서 퀴비에의 획기적인 연구는 멸종의 광범위한 수용으로 이어졌다.[31] 퀴비에는 화석 기록에 의해 드러난 유기체의 계승을 설명하기 위해 격변설의 지질학적 이론을 옹호하게 했다.[31] 그는 또한 매머드와 털코뿔소가 현재 열대 지방에 사는 코끼리와 코뿔소와 같은 종이 아니기 때문에 그들의 화석은 지구가 식어가는 증거로 사용될 수 없다고 지적했다.[31]

층서학을 선구적으로 적용한 윌리엄 스미스(지질학자)는 서로 다른 위치의 암석 지층을 연관시키는 데 도움이 되도록 화석을 광범위하게 사용했다. 그는 1790년대 후반과 19세기 초에 잉글랜드의 최초 지질도를 제작했다. 그는 생물군 천이의 원리를 확립했는데, 이는 퇴적암의 각 지층이 특정 유형의 화석을 포함하고, 이러한 화석이 광범위하게 분리된 지질 구조에서도 예측 가능한 방식으로 서로 계승한다는 아이디어이다. 퀴비에와 알렉상드르 브롱니아르는 파리 주변 지역의 지질학에 대한 연구에서 유사한 방법을 사용했다.

4. 2. 층서학과 화석

Adam Sedgwick 및 Roderick Murchison과 같은 지질학자들은 데본기 대 논쟁과 같은 논쟁의 과정에서 층서학의 발전을 계속했다. 그들은 캄브리아기, 실루리아기, 데본기, 페름기 와 같이 새로 인식된 지질 학적 기간을 설명했다 .[151] 1840년대 초반까지 지질학적 시간 척도의 상당 부분이 개발되었다.

1841년에 John Phillips는 화석 기록의 급격한 단절에 기초하여 지질주상도를 고생대, 중생대, 신생대의 세 가지 주요 시대로 공식적으로 나누었다.[152] 그는 중생대 세 시대와 오르도비스기를 제외한 모든 고생대 시대를 확인했다. 지질학적 시간 척도에 대한 그의 정의는 오늘날에도 여전히 사용된다.[153]

1796년 조르주 퀴비에는 인도와 아프리카 코끼리의 골격 유해와 매머드 및 그가 나중에 마스토돈으로 명명할 동물의 화석을 비교 해부학을 사용하여 비교하는 논문을 발표했다. 그는 인도와 아프리카 코끼리가 서로 다른 종이며, 매머드는 둘 다와 다르며 멸종되었음에 틀림없다는 것을 처음으로 확립했다. 고생물학과 비교 해부학에서 퀴비에의 획기적인 연구는 멸종의 광범위한 수용으로 이어졌다.[31] 또한 퀴비에는 화석 기록에 의해 드러난 유기체의 계승을 설명하기 위해 격변설의 지질학적 이론을 옹호하게 했다.

층서학을 선구적으로 적용한 윌리엄 스미스(지질학자)(William Smith)는 서로 다른 위치의 암석 지층을 연관시키는 데 도움이 되도록 화석을 광범위하게 사용했다. 그는 1790년대 후반과 19세기 초에 잉글랜드의 최초 지질도를 제작했다. 그는 생물군 천이의 원리를 확립했는데, 이는 퇴적암의 각 지층이 특정 유형의 화석을 포함하고, 이러한 화석이 광범위하게 분리된 지질 구조에서도 예측 가능한 방식으로 서로 계승한다는 아이디어이다.

5. 19세기 초~중반

1830년대와 1840년대에 지질학과 고생물학은 급속도로 발전했다. 이는 점점 더 많은 지질 학회에서 조직하고 검토한 작업을 수행하는 지질학자와 화석 전문가의 국제 네트워크가 증가한 덕분이었다. [154]이들 지질학자와 고생물학자 중 다수는 이제 대학, 박물관 및 정부 지질 조사 기관에서 일하는 유급 전문가였다. 지구과학에 대한 상대적으로 높은 수준의 대중적 지지가 이루어진 이유는 그들의 문화적 영향과 석탄과 같은 광물 자원 개발에 도움이 되는 입증된 경제적 가치 때문이었다.[154]

엘머 리그스(Elmer Riggs)와 H.W. 멩케가 1899년 필드 컬럼비안 박물관(Field Columbian Museum)의 고생물학 연구실에 있는 모습


또 다른 중요한 요소는 18세기 후반과 19세기 초반에 대규모 자연사 컬렉션을 소장한 박물관의 발전이었다. 이 박물관은 전 세계 수집가로부터 표본을 받았고 비교 해부학 및 형태학(morphology (biology)) 연구의 중심지 역할을 했다. 이러한 학문은 기술적으로 정교한 자연사 형태의 발전에 핵심적인 역할을 했다. 최초이자 가장 중요한 예 중 하나는 19세기 초반 수십 년 동안 자연사 발전의 중심에 있었던 파리의 자연사 박물관이었다. 이곳은 1793년 프랑스 국회의사당에 의해 설립되었으며, 왕실 컬렉션과 프랑스 혁명 기간 동안 몰수한 귀족의 개인 컬렉션을 기반으로 했으며 나폴레옹 전쟁 중 프랑스 군대가 정복하면서 압수한 자료로 확장되었다. 파리 박물관은 조르주 퀴비에와 그의 전문 라이벌인 에티엔 조프루아 생틸레르(Étienne Geoffroy Saint-Hilaire)의 전문 기지였다. 영국의 해부학자 로버트 에드먼드 그랜트(Robert Edmond Grant)와 리처드 오웬(Richard Owen) 모두 그곳에서 시간을 보냈다. 오웬은 영국 왕립 외과 대학(Royal College of Surgeons of England) 박물관에서 일하는 동안 최고의 영국 형태학자가 되었다.[74][75]

조르주 퀴비에가 그린 윤곽선이 있는 미출판 ''아노플로테리움''(Anoplotherium)의 불완전한 골격 재구성 스케치


1804년, 퀴비에는 프랑스 파리 분지 외곽의 석고 채석장에서 두 개의 화석 포유류 속을 확인했다(비록 화석은 적어도 1800년 전부터 알려져 있었지만). 초기 발견된 ''메가테리움''(Megatherium)과 ''매머드''(Mammut)와 같은 화석 포유류와 달리, 1804년에 기술된 화석 포유류는 표면 퇴적물 대신 더 깊은 퇴적물에서 발견되어 더 오래된 시대(후기 에오세 시대)를 나타냈다. 그는 치아 및 사지 골격 증거를 기반으로 두 속이 확실히 포유류임을 확인했으며, 맥, 낙타, 돼지와 같은 현존하는 포유류와 유사했다. 그러나 그는 또한 치아 증거를 바탕으로 서로 및 현존하는 포유류와 다르다는 것을 확인했다. 그는 두 속의 이름을 ''팔레오테리움''(Palaeotherium)과 ''아노플로테리움''(Anoplotherium)으로 명명했다.[39][40][41] 나중에 1807년, 그는 각각 팡탱과 안토니 (오드센)에서 최근 발견된 ''A. commune''의 두 개의 불완전한 골격에 대해 썼다. 골격이 불완전하고 첫 번째 골격이 작업자가 조심스럽게 수집하지 않아 부분적으로 손상되었음에도 불구하고, 그는 사지 골격 증거를 기반으로 ''A. commune''이 사후에 우제목으로 분류될 동물과 유사하다는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 퀴비에는 ''A. commune''이 22개의 미추 척추의 길고 튼튼한 꼬리와 두 개의 긴 발가락 외에 세 개의 작은 발가락과 같은 현존하는 친족에서는 현대적인 유사물이 없는 매우 특이한 특징을 가지고 있다는 것에 놀라움을 표현했다.[42][43]

1812년, 퀴비에는 알려진 "''팔레오테리움''" ''마이너''(minor) (= ''플라기올로푸스''(Plagiolophus) minor), "''아노플로테리움''" ''미디움''(medium) (= ''크시포돈''(Xiphodon) gracilis), 그리고 가장 유명한 ''아노플로테리움'' ''코뮌''(commune)의 잔해에 대한 출판된 그림 재구성을 발표했다. ''A. commune''에서 그는 ''A. commune''이 짧은 사지와 긴 꼬리를 지탱하기 위해 몸 전체에 튼튼한 근육을 가지고 있다고 정확하게 예측할 수 있었다. 그는 또한 ''아노플로테리움''에 할당된 다양한 종(일부는 결국 ''크시포돈''과 ''디코부네''(Dichobune)와 같은 다른 고신세 우제목에 할당될 것임)의 고생물학적 특징을 가설로 제시했다. 그의 화석 포유류 속의 골격 재구성 및 고생태 행동 가설은 고생물학 내에서 가장 초기의 사례 중 하나로 여겨진다.[44][45] 그는 또한 알려진 종의 골격 잔해를 기반으로 ''A. commune''의 근육 재구성을 그렸는데, 이는 너무 추측적이라는 우려 때문에 대중에게 출판되지 않고 재인쇄되었다. 그러나 오늘날, 그의 ''A. commune''의 근육 재구성은 정확하고 고생물 예술 및 생체 역학의 길을 열었다고 여겨진다.[46]

지질학자 애덤 세지윅과 로데릭 머치슨은 데본기 대 논쟁과 같은 논쟁을 벌이면서 층서학 발전을 지속했다. 그들은 캄브리아기, 실루리아기, 데본기, 페름기와 같은 새롭게 인식된 지질 시기를 묘사했다. 층서학의 이러한 진보는, 윌리엄 론스데일(화석 산호)과 존 린들리(화석 식물)와 같이 특정 유형의 화석에 대한 전문 지식을 가진 전문가들의 의견에 점점 더 의존하게 되었는데, 이들은 둘 다 데본기 논쟁과 그 해결에 중요한 역할을 했다.[70] 1840년대 초까지 지질 연대표의 상당 부분이 개발되었다. 1841년, 존 필립스는 화석 기록의 뚜렷한 단절을 기준으로 지질주상도를 고생대, 중생대, 신생대의 세 주요 기로 공식적으로 구분했다.[71] 그는 중생대의 세 기와 오르도비스기를 제외한 고생대의 모든 기를 확인했다. 그의 지질 연대표 정의는 오늘날까지도 사용되고 있다.[72] 그것은 상대적인 연대표로 남아 있었고, 어떤 기간의 절대적인 날짜를 할당하는 방법은 없었다. 현재의 "포유류의 시대"에 앞서 "파충류의 시대"가 있었을 뿐만 아니라, 생명체가 바다에 제한되었던 시기 (캄브리아기와 실루리아기 동안)와 무척추동물이 가장 크고 복잡한 형태의 동물 생명체였던 시기 (데본기 이전)가 있었다는 것을 알게 되었다.

5. 1. 고생물학 용어의 등장

조르주 퀴비에의 ''Recherches sur les ossements fossiles de quadrupèdes''(사족 보행 동물 화석 연구)는 1812년 프랑스에서 출판되었으며, 스미소니언 도서관은 이 책을 척추 고생물학의 토대를 마련한 작품으로 평가한다.[123][32] 1822년 1월, 퀴비에의 제자이자 과학 간행물 ''Journal de physique''의 편집자인 앙리 마리 뒤크로테 드 블랑빌은 "Analyse des principaux travaux dans les sciences"라는 기사에서 ''palæontologie''[124][33]라는 단어를 처음으로 사용했다. 이 단어는 이후 영어 단어 "paleontology"(고생물학)의 어원이 되었다. 블랑빌은 1817년에 이미 ''고생물학(paléozoologie)''이라는 용어를 만들었지만, 화석 동물과 식물 모두를 아우르는 용어를 찾기 위해 노력했고, 1822년에 "고생물학(palaeontologie)"이라는 용어를 고안했다.[125][34] 블랑빌의 용어는 빠르게 대중화되었고, "paleontology"로 영어화되었다.[34]

앙리 마리 뒤크로테 드 블랑빌이 1822년 1월에 자신의 저서 ''Journal de physique''에서 처음 사용한 단어 ''palæontologie''


1828년, Alexandre Brongniart의 아들인 식물학자 Adolphe Brongniart는 화석 식물 역사에 대한 연구 서문을 출판했다. 그는 식물 역사를 민꽃식물의 시대, 구과식물의 출현, 소철류의 출현, 꽃 피는 식물의 발달과 같이 네 부분으로 나누었다. 각 시대의 전환은 화석 기록의 급격한 불연속성을 보였고, 시대 내에서는 점진적인 변화가 나타났다. 그의 연구는 고식물학의 기초가 되었으며, 지구 생명체가 길고 복잡한 역사를 가지고 있으며, 다양한 동식물군이 차례로 출현했다는 이론을 강화했다.[126][35] 또한 석탄기 북유럽 기후가 열대였다는 결론을 내려 지구 기후 변화를 지지했다.[127][36] "고식물학"이라는 용어는 1884년에 만들어졌다.

5. 2. 고식물학의 발전

블랑빌은 1822년 1월 ''Journal de physique''에 기고한 글에서 ''palæontologie''[124]라는 단어를 처음으로 사용했으며, 이는 후에 "고생물학(paleontology)"으로 영어화되었다.[125] 1828년에는 Alexandre Brongniart의 아들인 식물학자 Adolphe Brongniart가 화석 식물의 역사에 대한 연구 서문을 출판했다. 그는 식물 역사를 민꽃식물의 시대, 침엽수의 출현, 소철류의 출현, 꽃 피는 식물의 발달이라는 네 시기로 구분했다. 각 시기 사이의 전환은 화석 기록의 급격한 불연속성으로 나타나며, 시기 내에서는 점진적인 변화가 나타난다고 보았다. 이러한 브로니야르의 연구는 고식물학의 기초가 되었으며,[126] 식물 화석을 통해 석탄기 북유럽 기후가 열대였다는 결론을 내리면서 지구 기후 변화 이론을 뒷받침했다.[127] "고식물학"이라는 용어는 1884년에 만들어졌다.

5. 3. 파충류 시대의 발견

1808년, 조르주 퀴비에마스트리흐트에서 발견된 화석을 거대한 해양 파충류로 확인하고 ''모사사우루스''라고 명명했다. 그는 또한 그림을 통해 바이에른에서 발견된 또 다른 화석을 날아다니는 파충류로 확인하고 ''프테로닥틸루스''라고 명명했다. 퀴비에는 이 화석들이 발견된 지층을 근거로, "포유류의 시대" 이전에 거대한 파충류가 살았을 것이라고 추측했다.[128] 퀴비에의 추측은 이후 20년 동안 영국에서 이루어진 일련의 발견들에 의해 뒷받침되었다.

11세부터 전문 화석 수집가였던 메리 애닝은 라임 레지스의 쥐라기 해양 지층에서 많은 해양 파충류와 선사 시대 어류 화석을 수집했다. 여기에는 1811년에 수집된 최초의 어룡 골격과 1821년과 1823년에 발견된 최초의 두 수장룡 골격이 포함된다. 그녀의 발견 중 많은 부분은 윌리엄 코니비어, 헨리 드 라 베체, 윌리엄 버클랜드와 같은 지질학자들에 의해 과학적으로 기술되었다.[129] 메리 애닝어룡 골격의 복부에서 종종 위석을 발견하고, 그 돌을 부수면 화석화된 물고기 뼈와 비늘, 그리고 작은 어룡의 뼈가 들어 있다는 것을 발견했다. 그녀의 발견은 버클랜드가 화석화된 배설물을 코프롤라이트라고 명명하고 고대 먹이 사슬을 이해하는데 사용하게 하였다.[130] 하지만 그녀의 과학적 기여는 거의 인정받지 못했고, 그녀의 발견은 종종 화석을 구입한 부유한 사람들의 공로로 돌아갔다.[131]

1824년, 윌리엄 버클랜드는 스톤스필드의 쥐라기 퇴적층에서 아래턱뼈를 발견하고 ''메갈로사우루스''라고 명명했다. 같은 해 기디언 만텔은 1822년 틸게이트의 백악기 암석에서 발견한 큰 이빨이 거대한 초식성 육상 파충류의 것이라는 것을 깨닫고, 이구아나의 이빨과 유사하다는 점에 착안하여 ''이구아노돈''이라고 명명했다.[132] 1832년, 만텔은 틸게이트에서 갑옷 파충류의 부분 골격을 발견하고 ''힐라에오사우루스''라고 명명했다. 1841년, 영국의 해부학자 리처드 오웬은 ''메갈로사우루스'', ''이구아노돈'', ''힐라에오사우루스''를 공룡이라는 새로운 분류군으로 묶었다.[133]

화석 ''이구아노돈''의 이빨 그림과 현대 이구아나의 턱을 비교한 그림 (만텔의 1825년 논문에서 ''이구아노돈''을 설명)


거대한 파충류가 과거 지구에 살았다는 증거는 과학계[134]와 일반 대중[135]에게 큰 흥미를 불러일으켰다. 윌리엄 버클랜드는 ''메갈로사우루스''와 같은 지층에서 발견된 작은 원시 포유류인 ''Phascolotherium''의 턱뼈를 묘사했다. 퀴비에는 처음에 유대류라고 생각했지만, 버클랜드는 나중에 원시 태반 포유류라는 것을 깨달았다. 버클랜드는 작은 크기와 원시적인 특성 때문에 파충류 시대의 전반적인 패턴을 무효화한다고 생각하지 않았다.[136]

기디언 만텔의 1848년 ''지질학의 경이''에 실린 스톤스필드 포유류의 화석 턱 그림

5. 4. 격변설과 동일과정설 논쟁

조르주 퀴비에(Georges Cuvier)는 1796년 발표한 살아있는 코끼리와 화석 코끼리에 관한 논문에서 현재 생명체를 대체한 단일 재앙을 언급했다. 멸종된 포유류 연구 결과, 매머드 시대 이전에 팔레오테리움(Palaeotherium)과 같은 동물이 살았다는 것을 깨닫고, 일련의 동물군을 멸종시킨 여러 지질학적 재앙에 대해 글을 쓰게 되었다.[137] 1830년까지 영국에서 고식물학과 공룡 및 해양 파충류 발견의 결과로 그의 아이디어를 둘러싼 과학적 합의가 이루어졌다.[138]

19세기 초 자연신학이 매우 영향력이 있었던 영국에서, 윌리엄 버클랜드(William Buckland)와 로버트 제임슨(Robert Jameson)을 포함한 지질학자 그룹은 퀴비에의 재앙 중 가장 최근의 것을 성서의 홍수와 명시적으로 연결해야 한다고 주장했다. 격변설은 영국에서는 다른 곳에서는 볼 수 없는 종교적 의미를 가지고 있었다.[139]

찰스 라이엘(Charles Lyell)은 윌리엄 버클랜드와 홍수 지질학의 다른 실무자들이 불건전하고 비과학적인 추측이라고 본 것에 대한 반응으로, 그의 저작 ''Principles of Geology''에서 동일과정설의 지질학적 이론을 옹호했다.[140] 라이엘은 자신의 현장 연구와 다른 사람들의 연구를 통해 대부분의 지질학적 특징이 과거의 격변적 사건보다는 화산, 지진, 침식, 퇴적과 같은 오늘날의 힘의 느린 작용으로 설명될 수 있다는 증거를 수집했다.[141]

라이엘은 또한 화석 기록의 파국적인 변화에 대한 명백한 증거와 심지어 생명의 역사에서 방향성 천이의 출현조차도 그 기록의 불완전성으로 인한 환상이라고 주장했다. 그는 초기 화석 지층에서 새와 포유류가 없었던 것은 해양 유기체가 더 쉽게 화석화된다는 사실에 기인한 화석 기록의 불완전성에 불과하다고 주장했다.[141] 또한 라이엘은 스톤스필드 포유류가 포유류보다 반드시 파충류가 먼저 있었던 것은 아니라는 증거와 특정 플라이스토세 지층이 멸종된 종과 아직 살아남은 종의 혼합을 보여주었다는 사실을 지적했는데, 그는 멸종이 재앙적인 사건의 결과라기보다는 단편적으로 일어났다는 것을 보여주었다고 말했다.[142]

라이엘은 지질학자들에게 지구의 지질학적 특징이 장기간에 걸쳐 작용하는 오늘날에도 관찰될 수 있는 동일한 지질학적 힘의 작용에 크게 기인한다는 생각을 확신시키는 데 성공했다. 그는 방향성 천이 이론을 지지하지 않는다고 믿었던 화석 기록에 대한 자신의 견해에 대한 지지를 얻는 데 성공하지 못했다.[143]

5. 5. 진화론의 등장과 화석 증거

19세기 초 장바티스트 라마르크는 화석을 사용하여 종의 변이 이론을 주장했다.[144][63] 화석 발견과 생명이 시간에 따라 변했다는 새로운 증거는 다음 수십 년 동안 이 주제에 대한 추측에 불을 지폈다.[145][64] 로버트 체임버스는 1844년 대중 과학 서적인 ''창조의 흔적''에서 화석 증거를 사용하여 우주와 지구상의 생명의 진화적 기원을 주장했다. 라마르크의 이론과 마찬가지로 생명체가 단순한 것에서 복잡한 것으로 진화했다고 주장했다.[146][65] 이러한 초기 진화론은 과학계에서 널리 논의되었지만 과학 주류로 받아들여지지 않았다.[147][66] 변이론에 대한 비평가들 중 다수는 자신의 주장에 화석 증거를 사용했다. 리처드 오웬은 '공룡'이라는 용어를 처음 사용한 논문에서 공룡이 현대 파충류만큼이나 정교하고 복잡하며, 이는 변이론과 모순된다고 지적했다.[148][67] 휴 밀러 역시 유사한 주장을 펼쳤는데, 올드 레드 사암 지층에서 발견된 화석 물고기가 이후의 어떤 물고기보다도 완전히 복잡하며, ''창조의 흔적''에서 주장하는 원시 형태가 아니라고 지적했다.[149][68] 이러한 초기 진화론은 주류 과학으로 받아들여지는 데 실패했지만, 이에 대한 논쟁은 몇 년 후 찰스 다윈의 자연 선택에 의한 진화론이 받아들여지는 데 길을 열어주는 데 도움이 되었다.[150][69]

리처드 오웬

6. 19세기 후반

6. 1. 다윈의 진화론과 고생물학

찰스 다윈이 1859년 출판한 ''종의 기원''은 모든 생명 과학, 특히 고생물학에 획기적인 사건이었다.[157][76] 화석은 다윈의 이론 발전에 중요한 역할을 했는데, 특히 비글호 항해 중 남아메리카에서 수집한 글립토돈, 거대한 나무 늘보, 당시에는 마크라우케니아로 생각했던, 현재 대륙에 살고 있는 종과 관련된 것으로 보이는 거대 라마 화석에 깊은 인상을 받았다.[76]

''종의 기원'' 출판 직후 시작된 과학적 논쟁은 전이 화석과 화석 기록에서 진화의 다른 증거를 찾기 위한 공동의 노력을 이끌었다.[158][77] 파충류와 조류 사이의 전환, 그리고 현대 단발굽 말의 진화는 초기 성공으로 상당한 대중의 관심을 끈 두 가지 영역이었다.[77] 1861년, 이빨과 깃털을 모두 가지고 있으며 다른 파충류와 조류의 특징이 혼합된 동물인 시조새의 첫 번째 표본이 바이에른의 석회암 채석장에서 발견되어 리처드 오웬이 기술했다. 1870년대 후반에 발견된 또 다른 표본은 1881년 베를린 자연사 박물관에 전시되었다.[77] 오트니엘 마시는 1872년 캔자스에서 다른 원시 이빨 새의 화석을 발견했다. 마시는 또한 미국의 서부에서 몇몇 원시 말의 화석을 발견하여 말의 진화를 에오세 시대의 작은 5개의 발가락을 가진 ''히라코테리움''에서 ''에쿠스''속의 훨씬 더 큰 단발굽 현대 말로 추적하는 데 도움을 주었다.[77] 토머스 헉슬리는 진화를 옹호하는 데 말과 새 화석을 광범위하게 사용했다.[78]

1881년 베를린 자연사 박물관에서 촬영된 두 번째 ''시조새'' 골격 사진


|thumb|upright|T. H. 헉슬리의 1876년 저서 ''미국의 헉슬리 교수''에 재현된, O.C. 마시의 말 발과 이빨의 진화 도표]]

진화에 대한 수용은 과학계에서 빠르게 일어났지만, 그 뒤에 있는 원동력으로서 다윈이 제안한 자연 선택 메커니즘에 대한 수용은 훨씬 보편적이지 않았다. 특히 에드워드 드링커 코프와 헨리 페어필드 오스본과 같은 일부 고생물학자들은 진화의 선형적 경향으로 인식하는 것을 설명하기 위해 생애 동안 획득한 특성의 유전인 신라마르크주의, 그리고 특정 방향으로의 타고난 변화 추세인 정향진화와 같은 대안을 선호했다.[159][78]

인간 진화에 대한 관심도 컸다. 네안데르탈인 화석은 1856년에 발견되었지만, 당시에는 그들이 현대 인간과 다른 종을 나타내는지 불분명했다. 유진 뒤부아는 1891년, 인간과 유인원 사이의 중간 종으로 보이는 종의 첫 번째 화석 증거인 자바 원인을 발견하여 센세이션을 일으켰다.[160][79]

6. 2. 북미 고생물학의 발전

19세기 후반, 북미에서 고생물학이 급속히 발전하였다. 1858년 조지프 레이디하드로사우루스의 골격을 기술했는데, 이는 좋은 유적에서 기술된 최초의 북미 공룡이었다.[161] 미국 남북 전쟁 이후 캔자스주 및 미국 서부 지역으로 철도, 군사 기지, 정착지가 확장되면서 화석 수집이 크게 증가했다.[161]

이러한 확장은 백악기 일부 기간 동안 캔자스 주와 미국 중서부 대부분을 덮었던 서부 내륙해의 발견으로 이어졌다. 또한 원시 조류와 말의 몇 가지 중요한 화석, 그리고 알로사우루스, 스테고사우루스, 트리케라톱스를 포함한 수많은 새로운 공룡 이 발견되었다.[162] 이러한 발견의 대부분은 오스니얼 찰스 마시에드워드 드링커 코프 사이의 치열한 경쟁, 즉 공룡 화석 전쟁의 결과였다.[162]

7. 20세기

7. 1. 지질학 발전과 고생물학

20세기 지질학의 두 가지 발전은 고생물학에 큰 영향을 미쳤다. 첫 번째는 방사성 연대 측정법의 개발로, 이를 통해 지질 시대에 절대적인 연대를 부여할 수 있게 되었다. 두 번째는 판 구조론으로, 고대 생물의 지리적 분포를 이해하는 데 도움을 주었다.

7. 2. 고생물학 연구의 확장

20세기 동안 고생물학적 탐사는 전 세계적으로 강화되었으며, 주로 유럽과 북미 지역에서 이루어지던 활동에서 벗어났다. 버클랜드의 첫 발견 이후 135년 동안인 1969년까지 총 170개의 공룡 속이 기술되었다.[163][82] 1969년 이후 25년 동안 그 숫자는 315개로 증가했다.[163] 이러한 증가의 대부분은 새로운 암석 노두의 조사, 특히 남아메리카아프리카의 이전에 거의 탐사되지 않았던 지역에서의 조사에 기인한다.[163][82] 20세기 말 무렵, 중국이 화석 체계적 탐사를 위해 개방되면서 공룡과 조류 및 포유류의 기원에 대한 풍부한 자료를 산출했다.[164][83] 또한 1990년대 동안 청장 생물군과 같은 중국의 캄브리아기 화석 지층 연구는 척추동물의 기원에 대한 중요한 단서를 제공했다.[165][84]

7. 3. 대량 멸종 연구

20세기는 대량 멸종 사건과 그것이 생명의 역사 과정에 미친 영향에 대한 관심이 크게 부활한 시기였다. 1980년 루이스와 월터 알바레즈가 알바레즈 가설을 제시하여 충돌 사건이 비조류 공룡을 비롯한 많은 생물을 멸종시킨 백악기-팔레오기 대량 절멸의 원인이라고 주장한 이후 특히 두드러졌다.[166][85] 1980년대 초 잭 세프코스키와 데이비드 M. 라우프는 해양 무척추동물의 화석 기록을 통계적으로 분석한 논문을 발표했는데, 이는 생명체의 진화 역사에 중요한 영향을 미치는 반복적인 대량 멸종의 (어쩌면 주기적인) 패턴을 드러냈다.

7. 4. 진화 이론의 발전

20세기에는 화석 발견이 이어지면서 진화의 경로를 이해하는 데 크게 기여했다. 1930년대 그린란드에서 발견된 어류에서 사지동물로의 진화를 보여주는 화석(1980년대 추가 발견),[167] 1990년대 중국에서 발견된 공룡-조류 관계를 밝혀주는 화석이 대표적이다.[167] 파키스탄에서 발견된 일련의 화석들은 고래 진화에 대한 새로운 시각을 제시했고,[86] 1924년 남아프리카에서 발견된 타웅 아이 화석을 필두로[167][86] 아프리카에서 발견된 일련의 화석들은 인류 진화 과정을 밝히는 데 중요한 역할을 했다.[86]

1924년 남아프리카에서 발견된 타웅 아이 화석


20세기 말에는 고생물학과 분자 생물학의 연구 결과가 결합되어 더 자세한 계통수를 만들 수 있게 되었다.

고생물학적 발견은 진화 이론 발전에도 영향을 미쳤다. 1944년 조지 게이로드 심슨은 《진화의 템포와 양식》을 출판하여 화석 기록이 자연 선택과 유전적 부동에 의한 진화 패턴과 일치함을 보였다.[168][87] 이는 신라마르크주의나 정향 진화에서 예측한 선형적 경향과는 다른 결과였다. 이를 통해 고생물학은 현대 진화 종합설에 통합되었다.[168][87] 1972년 나일스 엘드레지와 스티븐 제이 굴드는 진화가 긴 정체기와 짧은 급격한 변화기로 이루어진다는 단속 평형설을 주장했다.[169][88]

7. 5. 캄브리아기 대폭발 연구

1980년대, 1990년대 및 그 이후, 고생물학계에서는 다양한 의 동물들이 독특한 체제를 갖추고 처음 나타나는 캄브리아기 대폭발에 대한 연구가 활발하게 진행되었다.[170][89] 1909년 찰스 두리틀 왈코트Burgess Shale 캄브리아기 화석 유적지를 발견했고, 1912년에는 중국 Chengjiang에서 또 다른 중요한 유적지가 발견되었다.[170] 해리 B. 휘팅턴, 데릭 브리그스, 사이먼 콘웨이 모리스 등의 새로운 분석은 1980년대에 새로운 관심을 불러일으켰고, 그린란드에서 중요한 새로운 화석 유적지인 시리우스 파셋이 발견되었으며, 1989년 스티븐 제이 굴드가 저술한 유명하지만 논란의 여지가 있는 책인 ''멋진 인생''이 출판되었다.[170][89]

Burgess 혈암에서 완전한 ''Anomalocaris'' 화석

7. 6. 선캄브리아기 생물 연구

1950년 이전에는 캄브리아기 이전의 생명체에 대한 화석 증거가 널리 받아들여지지 않았다. 찰스 다윈은 《종의 기원》에서 캄브리아기 이전의 생명체 화석 증거 부족이 진화론에 대한 반론이 될 수 있음을 인정하면서도, 미래에 그러한 화석이 발견될 것이라는 희망을 피력했다.[171] 1860년대에 선캄브리아기 화석 발견 주장이 있었으나, 유기적 기원이 아닌 것으로 밝혀졌다. 19세기 말 찰스 두리틀 월콧이 스트로마톨라이트와 선캄브리아기 생명체의 다른 화석 증거를 발견했지만, 당시에는 그 유기적 기원에 대한 논쟁이 있었다.[171]

에디아카라에서 발견된 ''스프리기나'' 화석


1950년대에 스트로마톨라이트를 만든 박테리아의 미세 화석과 함께 더 많은 스트로마톨라이트가 발견되고, 소련 과학자 보리스 바실리예비치 티모페예프가 선캄브리아기 퇴적물에서 미세 화석 포자를 발견했다는 논문을 발표하면서 상황이 바뀌기 시작했다.[171] 1940년대 후반 레지날드 스프리그가 호주 에디아카라 언덕에서 발견한 연체동물 화석이 초기 캄브리아기가 아니라 선캄브리아기 화석임을 마틴 글래스너가 밝혀내면서, 에디아카라 생물군은 가장 오래된 동물로 인정받게 되었다.[171] 20세기 말, 고생물학은 생명의 역사가 최소 35억 년 전으로 거슬러 올라간다는 것을 확립했다.[171]

8. 한국의 고생물학

8. 1. 한국 고생물학 연구사

8. 2. 주요 연구 분야

8. 3. 한국 고생물학의 과제

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