古生物學(xué)概述

1、古生物學(xué)概述古生物學(xué)是生命科學(xué)和地球科學(xué)匯合的交叉科學(xué)。既是生命科學(xué)中唯一具有歷史科學(xué)性質(zhì)的時(shí)間尺度的一個(gè)獨(dú)特分支，研究生命起源、發(fā)展歷史、生物宏觀進(jìn)化模型、節(jié)奏與作用機(jī)制等歷史生物學(xué)的重要基礎(chǔ)和組成部分；又是地球科學(xué)的一個(gè)分支，研究保存在地層中的生物遺體、遺跡、化石，用以確定地層的順序、時(shí)代，了解地殼發(fā)展的歷史，推斷地質(zhì)史上水陸分布、氣候變遷和沉積礦產(chǎn)形成與分布的規(guī)律。 根據(jù)研究的不同對(duì)象，古生物學(xué)分為古植物學(xué)和古動(dòng)物學(xué)兩大分支。隨著近代生產(chǎn)發(fā)展的需要和科學(xué)研究的深化，古植物學(xué)分出了古孢粉學(xué)和古藻類學(xué)；古動(dòng)物學(xué)分出了古無脊椎動(dòng)物學(xué)和古脊椎動(dòng)物學(xué)；古人類學(xué)既是人類學(xué)的分支學(xué)科，又是古脊椎動(dòng)物學(xué)

2、的分支學(xué)科；根據(jù)個(gè)體微小的動(dòng)植物化石或大生物體微小部分的研究，又形成了微體古生物的分支學(xué)科，在理論和實(shí)踐上顯示出重要的意義。 編輯本段古生物學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史對(duì)于化石的認(rèn)識(shí)在中國(guó)和西方都已有千年以上的歷史。但古生物學(xué)成為科學(xué)則始于18世紀(jì)后期,約有200年歷史。這門科學(xué)的奠基者包括:J.-B.de拉馬克（無脊椎動(dòng)物學(xué)）、W.史密斯（生物地層學(xué)）、G.居維葉（提出相關(guān)律及絕滅、災(zāi)變等概念）、C.R.達(dá)爾文（他的進(jìn)化論為古生物學(xué)提供了科學(xué)的理論基礎(chǔ)，同時(shí)指出了“化石記錄的不完整性”這一缺陷）。 從那時(shí)以后到20世紀(jì)中葉的百余年間，古生物學(xué)的主流是描述古生物學(xué)和生物地層學(xué)。這方面的成就是巨大的。先是西歐、

3、北美，然后蘇聯(lián)、東歐、日本、中國(guó)、印度，以至世界其他地區(qū)出版了大量的古生物和生物地層專著，為古生物學(xué)的綜合研究提供了事實(shí)基礎(chǔ)。這個(gè)時(shí)期古生物學(xué)其他方面的發(fā)展不顯著，原因之一是現(xiàn)代生物學(xué)（遺傳學(xué)，分子生物學(xué)）的發(fā)展還沒有滲透進(jìn)來，在地質(zhì)學(xué)中也缺乏能為古生物學(xué)指明道路的統(tǒng)一理論格架。 從20世紀(jì)中葉以后,古生物學(xué)有一些重大的突破:電子顯微鏡、特種攝影技術(shù)的應(yīng)用和石油勘探的需要，使一些新分支飛躍發(fā)展起來，這包括微體和超微古生物學(xué)、古生物化學(xué)、化石巖石學(xué)等；在大量資料的積累的基礎(chǔ)上，古生物理論工作發(fā)生飛躍，最早是辛普森和邁爾基于遺傳學(xué)和進(jìn)化論對(duì)古生物進(jìn)化理論的綜合。60年代后，由于板塊理論為古生物學(xué)提

4、供了統(tǒng)一的全球地質(zhì)背景，又向古生物學(xué)提出要求。由于生物學(xué)上一些新的發(fā)展（中性學(xué)說、分支系統(tǒng)學(xué)等），古生物學(xué)在進(jìn)化論、系統(tǒng)分類學(xué)、古生物地理學(xué)等方面出現(xiàn)了許多新思潮。形成對(duì)傳統(tǒng)觀念的沖擊，出現(xiàn)了一些新的成就，如總鰭魚類不具內(nèi)鼻孔而可能不是四足類的祖先等。 編輯本段古生物學(xué)的研究方法古生物學(xué)的研究對(duì)象是化石。對(duì)化石的研究包括野外和室內(nèi)兩個(gè)階段。野外階段主要是采集標(biāo)本和收集觀察資料。采集和觀察總的要求是量多質(zhì)好，具體要求隨研究任務(wù)而定，例如作生物地層研究，就要求選擇良好剖面，逐層尋找和采集化石，同時(shí)進(jìn)行測(cè)量，逐層觀察并記錄巖性和化石產(chǎn)出情況，同時(shí)對(duì)巖石、化石標(biāo)本進(jìn)行編錄包裝。如果是作古生態(tài)研究，除一

5、般生物地層工作外，還要著重觀察收集古生物的分布、埋葬、群落結(jié)構(gòu)等資料，往往要在野外進(jìn)行定量的采集和觀察并多作素描和照相。室內(nèi)階段包括對(duì)化石的鑒定描述和專題研究。鑒定描述包括磨制、修理、鑒定、照像、描述等一系列程序,所使用的分類法和描述程序與生物學(xué)相同,命名法（二名法、優(yōu)先律等）也遵循“國(guó)際動(dòng)（植）物命名法規(guī)”的規(guī)定。在此基礎(chǔ)上，再進(jìn)行某一學(xué)科方向的專題研究。 編輯本段古生物學(xué)的研究?jī)?nèi)容 古生物的進(jìn)化古生物是地史時(shí)期的生物,也遵循達(dá)爾文進(jìn)化論的原則。進(jìn)化論所指明的進(jìn)化方式分支進(jìn)化、階段進(jìn)化、輻射適應(yīng)、趨異進(jìn)化、趨同進(jìn)化、平行進(jìn)化、動(dòng)態(tài)進(jìn)化等同樣適用于古生物。除此以外，古生物進(jìn)化有自己的規(guī)律和特點(diǎn)

6、。比較重要的規(guī)律有：不可逆律，為比利時(shí)古生物學(xué)家L.多洛所提出。它指出，無論是生物體或其器官，一經(jīng)演變?cè)俨豢赡茉谝院笊锝缰谢謴?fù)，一經(jīng)消失也不可能再在后代或別處重現(xiàn)。例如，魚類演化為陸生哺乳類后，一部分哺乳類又回到海洋成為鯨類，但魚的鰭、鰓等都不能在鯨類中恢復(fù)，鯨類只能靠肺呼吸并以演變的四肢和尾起鰭的作用。根據(jù)不可逆律,在較老地層中已經(jīng)絕滅的化石物種,在較新的地層中不會(huì)再出現(xiàn)，不同時(shí)代的地層中必具有不同的化石生物群。把層序律和不可逆律結(jié)合起來，就構(gòu)成利用古生物學(xué)方法確定地層時(shí)代和劃分地層的基本原理。相關(guān)律,為法國(guó)古生物學(xué)家G.居維葉所提出。它指出,生物體的各部分發(fā)展是相互密切聯(lián)系的，某部分發(fā)生

7、變化，也會(huì)引起其他部分相應(yīng)的變化。這是因?yàn)閷?duì)環(huán)境的適應(yīng)必然影響到許多方面。例如哺乳類對(duì)肉食適應(yīng)會(huì)引起牙齒的分化(適應(yīng)于撕咬)、上下頜強(qiáng)化、感覺敏銳、四肢強(qiáng)壯、趾端具爪等一系列相關(guān)的變化。根據(jù)相關(guān)律，應(yīng)用比較解剖學(xué)的知識(shí)，可以從通常保存不完整的化石資料復(fù)原其整體，并可據(jù)以推斷其生態(tài)習(xí)性，以恢復(fù)古環(huán)境。重演律，為德國(guó)生物學(xué)家赫克爾所提出。它指出個(gè)體發(fā)育是系統(tǒng)發(fā)生的簡(jiǎn)短重演。根據(jù)重演律，可以從個(gè)體發(fā)育追索生物所屬群類的系統(tǒng)發(fā)生，從而建立系譜，有助于正確分類。例如，將某些單體四射珊瑚從幼年期到成年期順序切片觀察，可看到內(nèi)部構(gòu)造初期為單帶型，繼之為雙帶型，最后變?yōu)槿龓?。這說明三帶型四射珊瑚的系統(tǒng)發(fā)生經(jīng)

8、歷了從單帶型到雙帶型到三帶型的過程。 進(jìn)步性進(jìn)化古生物的進(jìn)化有宏觀上的不斷進(jìn)步和階段性進(jìn)化的特點(diǎn)。進(jìn)步性進(jìn)化指生物界歷史總的是由少到多、由低級(jí)到高級(jí)、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的趨勢(shì)。哈蘭等(1967)根據(jù)2526個(gè)屬以上類別的時(shí)代分布統(tǒng)計(jì)，從寒武紀(jì)時(shí)的幾十個(gè)增至現(xiàn)在的1000多個(gè)。植物、無脊椎動(dòng)物、脊椎動(dòng)物分別呈現(xiàn)同樣趨勢(shì)。在16個(gè)主要門類中，除裸子植物門、軟體動(dòng)物門、腕足動(dòng)物門和爬行綱外，均呈分異度增加,由低到高、由簡(jiǎn)到繁的趨勢(shì)(陳世驤,1978)。 階段性進(jìn)化一系列短期的突變(間斷)與長(zhǎng)期的漸變(平衡)交替發(fā)生的過程。突變是由于舊門類的大規(guī)模絕滅和緊接著的新門類的爆發(fā)式新生和輻射適應(yīng)；在新門類產(chǎn)生后，

9、可以有一長(zhǎng)期的穩(wěn)定發(fā)展的漸變期，直至下一個(gè)間斷。大規(guī)模絕滅是指許多門類在地球上大部分地區(qū)在同一地質(zhì)時(shí)期內(nèi)絕滅。在隱生宙末，伊迪卡拉動(dòng)物群的消失代表一次大絕滅。在顯生宙，有人統(tǒng)計(jì)共有6次大規(guī)模絕滅(寒武紀(jì)末、奧陶紀(jì)末、泥盆紀(jì)末、二疊紀(jì)末、三疊紀(jì)末、白堊紀(jì)末) 。其中二疊紀(jì)末的一次最為劇烈。每一次大規(guī)模絕滅,屬的交替達(dá)百分之?dāng)?shù)十,種的交替更大，可達(dá)90以上。它們與緊接的新門類輻射適應(yīng)相結(jié)合，構(gòu)成地史上劃分相對(duì)地質(zhì)年代的基礎(chǔ)。關(guān)于大規(guī)模絕滅的原因,可大致分為生物界本身(競(jìng)爭(zhēng)、攫食、營(yíng)養(yǎng)源、營(yíng)養(yǎng)區(qū)、營(yíng)養(yǎng)水平的改變等) 的原因、球內(nèi)（溫度、鹽度、氣候、氧、淺海、大陸架區(qū)等的變化等）的原因和球外（輻射、撞

10、擊、磁場(chǎng)改變等）的原因。近年來，認(rèn)為由于球外星體撞擊，激起塵霧，造成蔽光、致冷、毒化等綜合影響，引起白堊紀(jì)末大規(guī)模絕滅；以及由于板塊拼合，大陸架區(qū)大海退引起二疊紀(jì)末大規(guī)模絕滅的說法相當(dāng)流行。 古生物的分類系統(tǒng)古生物的分類階元與生物學(xué)相同，即界、門、綱、目、科、屬、種，其間還有一些輔助單位如超科、超目、超綱、超門（生物學(xué)稱總科、總目），亞種、亞屬、亞科、亞目、亞綱、亞門等。古生物物種的概念與生物學(xué)物種相同，但由于化石不能判斷是否存在生殖隔離，故更著重以下特征：共同的形態(tài)特征；構(gòu)成一定的居群；居群分布于一定地理范圍。根據(jù)以上特征判明的化石種，被認(rèn)為是自然的生物分類單元，具有客觀性。但是往往有些化石

11、種僅根據(jù)生物體的某些部分(如植物葉片)的形態(tài)確定；或經(jīng)詳細(xì)研究發(fā)現(xiàn)在同一種名下記述了分屬于不同分類單位的部分生物體；或同一分類單位具有幾種形態(tài)(如性雙形現(xiàn)象)，但已被分別給予獨(dú)立的種名。這些種叫做形態(tài)種，以區(qū)別于自然單元的種。屬也有同樣情況。另一不同點(diǎn)是，現(xiàn)代生物學(xué)分類中最低單位只有地理亞種，而古生物學(xué)分類中還有年代亞種，它是指同一種內(nèi)，在不同時(shí)代分布上其形態(tài)特征不同的種群；年代亞種進(jìn)一步發(fā)展，則成為年代種。 功能形態(tài)學(xué)根據(jù)骨骼形態(tài)判斷功能。其基本原理是：絕大部分形態(tài)是適應(yīng)的結(jié)果，是有功能的，這些功能可根據(jù)形態(tài)通過科學(xué)論證方法 推斷出來。例如，頭足綱的隔壁與外殼的交界線-縫合線,在演化過程中其

12、褶皺越來越復(fù)雜。對(duì)其原因曾提出3種假說:褶皺增加殼的強(qiáng)度，以抵抗迅速浮沉?xí)r造成的壓力差；褶皺部分為肌肉附著處,肌肉伸縮使動(dòng)物體進(jìn)退以改變?nèi)珰け戎?調(diào)節(jié)升降；外套膜褶皺增加分泌氣體和液體的面積，調(diào)節(jié)升降,隔壁褶皺是外套膜褶皺的結(jié)果。根據(jù)3種假說分別推斷應(yīng)有的合理表現(xiàn)，并與縫合線的地史演變、個(gè)體發(fā)生相驗(yàn)證，證明后二假說不能成立，第一種比較合理，這就弄清了形態(tài)縫合線褶皺的功能。功能形態(tài)學(xué)研究可以推廣到古生態(tài)、古環(huán)境的推斷，如近來有些人主張恐龍不是變溫動(dòng)物而是熱血?jiǎng)游?，就是根?jù)功能形態(tài)學(xué)作出的判斷。 建造形態(tài)學(xué)德國(guó)古生物學(xué)家S.賽拉赫等人從功能形態(tài)學(xué)進(jìn)一步發(fā)展而提出的。認(rèn)為生物骨骼的形成基于3個(gè)要素：

13、歷史因素,即系統(tǒng)發(fā)生，通過繁殖決定生物體的基因型，也就是決定生物體及骨骼建造有哪些材料；功能因素,即適應(yīng),通過對(duì)居群和物種的自然選擇決定生物體及骨骼建造的方向；形態(tài)發(fā)生的因素，即生長(zhǎng)，通過生物化學(xué)過程決定生物體及骨骼生長(zhǎng)的方式。例如現(xiàn)代馬蹄的建造過程取決于：適應(yīng)于在草原上奔跑的需要，其祖先是三趾的，在個(gè)體的形態(tài)發(fā)生過程中，其他趾退化，而中趾發(fā)育成蹄。據(jù)此，可以反過來由骨骼的建造形態(tài)來推斷系統(tǒng)發(fā)生、環(huán)境和形態(tài)發(fā)生過程。 古病理學(xué)是關(guān)于化石遺體中病理現(xiàn)象的科學(xué)。大多數(shù)限于脊椎動(dòng)物中,已知的有:生長(zhǎng)過速、牙齒畸形和齲齒、骨折及骨痂、骨疽、新關(guān)節(jié)增生、牙瘤、角弓反張、骨瘤、骨軟化癥、骨髓炎、骨膜炎、骨

14、關(guān)節(jié)炎、骨骼及頜部肥厚、脊椎變形、骨結(jié)核等病理現(xiàn)象，主要見于恐龍和哺乳動(dòng)物中。植物與無脊椎動(dòng)物的病理現(xiàn)象亦有報(bào)道，例如軟體動(dòng)物中的寄生物病。 古生物地理學(xué)研究古生物的地理分布。近年來發(fā)展迅速，被廣泛應(yīng)用于古地理和古環(huán)境的重建、板塊運(yùn)動(dòng)歷史以至礦產(chǎn)形成分布的探討。目前主要研究?jī)?nèi)容是各時(shí)代的古生物地理區(qū)系，目前全世界顯生宙各紀(jì)的區(qū)系已初具輪廓。區(qū)系一般分為大區(qū)或域 （realm）、區(qū)(region)、分區(qū)或省(province)，也有進(jìn)一步分為亞省(subprovince)和地方中心 (endemic center)的。區(qū)系的劃分根據(jù)各家不一，一般大區(qū)和區(qū)的劃分比較注重緯度、溫度控制和地理阻隔控制

15、,而較低的區(qū)系單位中,生物群落的不同往往起重大作用，因此和古生態(tài)學(xué)相重疊，瓦倫丁(1973)把古生物地理學(xué)視為洲際一級(jí)和全球一級(jí)的古生態(tài)學(xué)。 古生物地理學(xué)除了研究區(qū)系外，還應(yīng)研究古生物的擴(kuò)散、分布、遷移、隔離、混合等現(xiàn)象，這方面工作正不斷深入。近年來與間斷平衡論和分支系統(tǒng)學(xué)相結(jié)合，興起了替代分化生物地理學(xué)，它認(rèn)為生物的分布不是由起源中心向外擴(kuò)散的過程，而是一個(gè)祖先類群由于地理隔離分支為兩個(gè)姐妹類群的過程，分支點(diǎn)在系譜上代表祖先類群，在地理上代表阻隔。其分析方法與分支系統(tǒng)學(xué)一樣，即尋找某兩個(gè)地區(qū)之間的關(guān)系更近于與任何第三地區(qū)的關(guān)系，從而建立生物類群各分布地區(qū)間相互聯(lián)系的密切程度（歷史順序）。 數(shù)

16、理古生物學(xué)數(shù)理方法現(xiàn)已被應(yīng)用于古生物學(xué)各領(lǐng)域。目前應(yīng)用較多的方面有：應(yīng)用數(shù)理方法和電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行化石鑒定、描述和統(tǒng)計(jì)；應(yīng)用數(shù)理方法如單變量、雙變量分析及相應(yīng)的座標(biāo)圖進(jìn)行居群變異、居群動(dòng)態(tài)的研究；數(shù)值分類法；定量古生態(tài)學(xué)等。 古生物化學(xué)研究與古生物活動(dòng)有關(guān)的化學(xué)過程及其產(chǎn)物。這大致有兩個(gè)方向：一個(gè)方向著重研究化石與沉積巖中的有機(jī)質(zhì)，將它作為化學(xué)化石以探索地史中化學(xué)有機(jī)物演變規(guī)律。在最古老巖石中尋找和研究這種化學(xué)化石，對(duì)探索地球上生命起源有重要意義。另一方向是研究古生物骨骼的化學(xué)成分，特別是其礦物組成、痕跡化學(xué)成分及同位素成分。這些成果可用于研究：海水水化學(xué)演變史；海水古環(huán)境參數(shù)(鹽度、溫度)的測(cè)

17、定；碳酸鹽巖等以化石作為主要成分的巖石化學(xué)及成巖作用；化學(xué)旋回史；以骨骼化學(xué)為基礎(chǔ)的生物分類；骨骼形成過程；應(yīng)用化學(xué)演變進(jìn)行年代地層學(xué)研究；富集于有機(jī)物中的稀有元素(鈾、鎳、釩、鈷)礦產(chǎn)的形成分布規(guī)律等。 分子古生物學(xué)分子古生物學(xué)是20世紀(jì)90年代興起的一個(gè)多學(xué)科交叉領(lǐng)域，它涉及古生物學(xué)、分子進(jìn)化與分子系統(tǒng)學(xué)、地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)等科學(xué)分支的理論與方法。分子古生物學(xué)研究的內(nèi)容包括分子古生物研究的基本概念、技術(shù)、方法、理論和原理以及國(guó)外的主要研究方向和進(jìn)展，包括分子進(jìn)化理論、分子數(shù)據(jù)的處理與分析方法、古DNA、古氨基酸、分子標(biāo)記物、分子系統(tǒng)學(xué)、古生物與現(xiàn)代生物分子數(shù)據(jù)的綜合研究等方面。近代生物學(xué)研究

18、的發(fā)展及現(xiàn)代技術(shù)手段的提高促進(jìn)了傳統(tǒng)古生物研究領(lǐng)域的擴(kuò)展，并帶來了新的發(fā)展機(jī)遇。分子古生物學(xué)研究方向就是將現(xiàn)代生物學(xué)新理論和技術(shù)方法應(yīng)用于古生物學(xué)研究的過程，如研究古蛋白質(zhì)分子及其分解產(chǎn)物，確定古氨基酸的排列順序，同時(shí)，也充分反映了當(dāng)代古生物學(xué)研究的特點(diǎn)和目標(biāo)，從分子水平上探索古生物進(jìn)化、遺傳及化學(xué)成分等。對(duì)氨基酸外消旋作用的測(cè)定已應(yīng)用于絕對(duì)年齡的測(cè)定。 生物礦物學(xué)研究生物產(chǎn)生無機(jī)物晶體及不結(jié)晶的有機(jī)物、無機(jī)物物質(zhì)以組成骨骼的過程與結(jié)果。一方面研究骨骼的礦物成分以及它們的形成機(jī)理，另一方面研究骨骼的微細(xì)構(gòu)造（多角柱、交錯(cuò)薄片、珍珠層、均質(zhì)層等）。其研究結(jié)果用于：古生物的微細(xì)構(gòu)造分類及其演化；推

19、斷古海洋環(huán)境因素及其變遷史。 古生物化學(xué)、分子古生物學(xué)和生物礦物學(xué)的研究領(lǐng)域有局部重疊。 化石巖石學(xué)主要是化石碳酸鹽巖石學(xué)。近代研究說明碳酸鹽巖的生成經(jīng)常與生物作用有關(guān)，這包括造粒（骨骼顆粒、鮞粒、糞粒、核形石、凝塊石等）、造泥（藻或無脊椎動(dòng)物骨骼的分解產(chǎn)物是現(xiàn)代灰泥的主要來源）、造架（珊瑚、疊層石、海綿等形成巖石格架）等作用。碳酸鹽巖的改造亦經(jīng)常與生物化學(xué)作用有關(guān)，生物的碳酸鈣骨骼所含成分（如鎂）及結(jié)構(gòu)（方解石、霰石等）在地史中有演變。它們通過溶解、交代、重結(jié)晶等對(duì)成巖作用發(fā)生影響。這是造成古代碳酸鹽巖成巖作用與現(xiàn)代不同的一個(gè)重要原因。鈣質(zhì)化石現(xiàn)被視為重要的巖石成因標(biāo)志，薄片中研究化石則成為

20、確定古碳酸鹽沉積環(huán)境最好的方法之一。 古仿生學(xué)探索模擬古代生物的生理結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)，為現(xiàn)代工藝設(shè)計(jì)提供有益借鑒。例如根據(jù)櫛龍類的重疊牙序列已設(shè)計(jì)出一種二重鉆頭；鴨嘴龍類交錯(cuò)排列的多排牙齒（達(dá)400500顆）不斷替換，可用于研磨、破碎裝備的設(shè)計(jì)等。 編輯本段古生物學(xué)的分支學(xué)科傳統(tǒng)古生物學(xué)偏重于對(duì)古生物化石的分類描述。通常分為古植物學(xué)、古動(dòng)物學(xué)（包括無脊椎古生物學(xué)和古脊椎動(dòng)物學(xué)）以及微體古生物學(xué)。其中微體古生物學(xué)分出一個(gè)獨(dú)立分支孢粉學(xué)，近年來又分出一個(gè)新的分支超微古生物學(xué)，以超微化石為研究對(duì)象。超微化石指光學(xué)顯微鏡不能辨別，需用電子顯微鏡研究的微體化石，一般長(zhǎng)徑在10微米以下。 在描述古生物學(xué)資料積累的

21、基礎(chǔ)上，近代研究逐漸向生物學(xué)方向轉(zhuǎn)變，稱為近代古生物學(xué)或理論古生物學(xué)(Paleobiology)就目前發(fā)展水平，已形成的分科大致如下：進(jìn)化理論：如綜合理論，即現(xiàn)代達(dá)爾文主義；間斷平衡論。系統(tǒng)學(xué)與分類學(xué)：包括綜合分類學(xué)派，分支系統(tǒng)學(xué)派，數(shù)量分類學(xué)派等。形態(tài)學(xué)：特別是功能形態(tài)學(xué)和建造形態(tài)學(xué)。古生態(tài)學(xué)及古遺跡學(xué)。古病理學(xué)。 古生物學(xué)與地質(zhì)學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)、遺傳學(xué)等結(jié)合，又形成下列學(xué)科：生物地層學(xué)和生態(tài)地層學(xué)；古生物地理學(xué)；數(shù)理古生物學(xué)；古生物化學(xué)；分子古生物學(xué)；生物礦物學(xué)；化石巖石學(xué)；古仿生學(xué)。 其中古生物化學(xué)、分子古生物學(xué)及生物礦物學(xué)也被視為現(xiàn)代古生物學(xué)的一部分。 編輯本段古生物學(xué)的研究意義

22、古生物學(xué)擔(dān)負(fù)著為地質(zhì)學(xué)和生物學(xué)服務(wù)的雙重任務(wù)。 為地質(zhì)學(xué)服務(wù)建立地層系統(tǒng)和地質(zhì)年代表：這是古生物學(xué)在地質(zhì)學(xué)中應(yīng)用最廣、成效卓著的方面。根據(jù)地層層序律,生物演化的進(jìn)步性、階段性和不可逆性,經(jīng)過數(shù)十年的努力，在19世紀(jì)建立了從前寒武系到第四系的地層系統(tǒng)和相應(yīng)的地質(zhì)年代系統(tǒng)。20世紀(jì)以來雖然發(fā)展了放射性年齡測(cè)定法及其他手段，生物地層學(xué)方法仍是確立各級(jí)地層單位的主要手段。與地質(zhì)年代中代、紀(jì)、世、期相應(yīng)的地層單位為界系、統(tǒng)、階。例如把爬行動(dòng)物、裸子植物、菊石類的繁盛時(shí)代劃為中生代，其中恐龍類與菊石亞目極盛的時(shí)期為侏羅紀(jì);早侏羅世以Eode-rocerataceae與 Psilocerataceae二個(gè)菊

23、石超科為特征；其中賽諾曼期以白羊石菊石科為特征。期以下還可以分出若干菊石帶。 劃分和對(duì)比地層：這方面的研究稱生物地層學(xué)。生物地層學(xué)方法中，歷史最久的是標(biāo)準(zhǔn)化石法。標(biāo)準(zhǔn)化石須具備下列條件：存在的地質(zhì)年代短，以便精確地確定地層年代；地理分布廣泛，以便易于找到并可作大范圍的對(duì)比。例如前面提到的白羊石，在歐亞各地古地中海區(qū)都能找到，是賽諾曼階的標(biāo)準(zhǔn)化石。在使用標(biāo)準(zhǔn)化石法時(shí)，應(yīng)注意任何化石都有在時(shí)間上發(fā)生、繁盛、稀少、絕滅的過程和在空間上起源、遷移、散布的過程。前人及文獻(xiàn)中所規(guī)定的時(shí)代及地理分布需要根據(jù)具體情況而修改，不能生搬硬套。還要注意一個(gè)生物群中的各類化石都有不同程度的地層意義，不能忽視整個(gè)生物群

24、面貌，而僅根據(jù)少數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化石來判斷地層年代。 除了標(biāo)準(zhǔn)化石法、百分統(tǒng)計(jì)法等外，近年來發(fā)展了許多生物地層學(xué)新方法，如生態(tài)群落對(duì)比法，數(shù)量（或圖解）對(duì)比法等。 恢復(fù)古地理、古氣候 由于適應(yīng)環(huán)境的結(jié)果,各種生物在其習(xí)性行為和身體形態(tài)構(gòu)造上都具有反映環(huán)境條件的特征。因此搞清了化石的形態(tài)、分類、生態(tài)后，應(yīng)用“將今論古”的方法，就可以推斷其生存時(shí)期的生活環(huán)境。這方面特別有用的是指相化石，即能明確指示某種沉積環(huán)境的化石。例如造礁珊瑚的生活環(huán)境為海洋，水深不超過100米，水溫在18以上，海水清澈,水流平靜。因此，如果在地層中發(fā)現(xiàn)了珊瑚礁體就可以判斷其沉積環(huán)境為溫暖、清澈的淺海。又如，蕨類植物生活在溫暖潮濕的氣候

25、環(huán)境中，因此在地層中發(fā)現(xiàn)大量蕨類植物化石，就指示當(dāng)時(shí)的古氣候溫暖潮濕。在使用化石恢復(fù)古環(huán)境時(shí)，應(yīng)注意不少生物在地史時(shí)期中其生活環(huán)境有演變過程，例如海百合在古生代是典型淺海動(dòng)物，現(xiàn)則多數(shù)棲居深海。此外，不僅指相化石，而且生物群的各類別以及沉積物本身都有反映環(huán)境的意義，須注意綜合分析。 研究沉積巖和沉積礦產(chǎn)的成因及分布：許多沉積巖，如某些石灰?guī)r、硅藻土，主要由化石組成，特別是能源礦產(chǎn)（石油、油頁(yè)巖、煤）主要由動(dòng)植物遺體轉(zhuǎn)化形成。目前應(yīng)用古生物學(xué)于找礦的主要有以下方面：根據(jù)成礦化石的時(shí)代分布、生態(tài)特點(diǎn)等，研究礦產(chǎn)的分布規(guī)律；廣泛使用微體和超微化石，精確地劃分對(duì)比含礦層位，指導(dǎo)鉆探等；從古生物化學(xué)角度，研究古生物通過吸附、絡(luò)合、化合等方式富集稀有金屬元素的規(guī)律；研究古細(xì)菌在礦產(chǎn)形成中的作用等。 在地球物理、地球化學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)方面的應(yīng)用：地球自轉(zhuǎn)速度的變化，引起生物生活條件的變化，反映為生物形態(tài)和結(jié)構(gòu)的變化。古生物鐘即利用生物生長(zhǎng)周期的特征計(jì)算地史時(shí)期地球自轉(zhuǎn)速度的變化。例如現(xiàn)代珊瑚體上一年生長(zhǎng)期內(nèi)約有360圈生長(zhǎng)細(xì)紋,每紋代表