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고생물학

Paleontology
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고생물학
Tyrannosaurus Rex Holotype.jpg
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기관 및 프로세스
다양한 분류군의 진화
진화
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존 데이 화석 침대 국립 기념비에서 일하는 고생물학자

고생물학(/ɪpelilinnˈtələdi, péli-, --n-/)은[a] 홀로세기가 시작되기 전에 존재했던, 때로는 그 이전(대략 현재 11,700년 전)의 생물에 대한 과학적 연구이다.그것은 유기체를 분류하고 유기체와 유기체의 상호 작용 및 환경(고생태학)을 연구하기 위한 화석 연구를 포함한다.고생물학적 관찰은 기원전 5세기까지 기록되었다.과학은 18세기에 조르주 쿠비에의 비교 해부학 연구의 결과로 확립되었고, 19세기에 빠르게 발전했다.The term itself originates from Greek παλαιός ('palaios', "old, ancient"), ὄν ('on', (gen. 'ontos'), "being, creature"), and λόγος ('logos', "speech, thought, study").[1]

고생물학은 생물학과 지질학의 경계에 있지만 해부학적으로 현생인류의 연구를 배제한다는 점에서 고고학과 다르다.그것은 이제 생화학, 수학, 그리고 공학을 포함한 다양한 과학에서 끌어낸 기술을 사용한다.이러한 모든 기술을 사용함으로써 고생물학자들은 거의 40억 년 [2]전 지구가 생명체를 지탱할 수 있게 된 시점으로 거슬러 올라가면서 생명의 진화 역사의 많은 부분을 발견할 수 있었다.지식이 증가함에 따라 고생물학은 전문화된 세분류를 개발했는데, 그 중 일부는 다른 종류의 화석 유기체에 초점을 맞추고 있는 반면, 다른 일부는 고대 기후와 같은 생태학과 환경 역사를 연구한다.

시체 화석과 흔적 화석은 고대 생명체에 대한 주요 증거 유형이며, 지구 화학적 증거는 시체 화석을 남길 만큼 충분히 큰 유기체가 존재하기 전에 생명의 진화를 해독하는 데 도움을 주었다.이러한 유적의 날짜를 추정하는 것은 필수적이지만 어렵다: 때때로 인접한 암층들은 0.5% 이내의 정확한 절대적인 날짜를 제공하는 방사선 연대 측정이 가능하지만, 고생물학자들은 종종 생물 서예의 "지그소 퍼즐"을 풀어서 상대 연대 측정법에 의존해야 한다.est) 고대 유기체를 분류하는 것도 어렵기 때문에 많은 생물들이 살아있는 유기체를 분류하는 린네 분류법에 잘 맞지 않고 고생물학자들은 진화적인 "가계수"를 그리기 위해 분지학을 더 자주 사용한다.20세기 후반에는 DNA의 유사성을 측정함으로써 유기체가 얼마나 밀접하게 관련되어 있는지를 조사하는 분자 계통학이 발달했다.분자 계통학은 또한 종이 갈라진 날짜를 추정하기 위해 사용되어 왔지만, 그러한 추정치가 의존하는 분자 시계의 신뢰성에 대해서는 논란이 있다.

개요

"고대생물학"의 가장 간단한 정의는 "고대생명체의 연구"[3]이다.이 분야는 "그들의 정체성과 기원, 환경과 진화, 그리고 그들이 지구의 유기적이고 무기적인 [4]과거에 대해 우리에게 말할 수 있는 것"과 같은 과거 유기체의 여러 측면에 대한 정보를 찾고 있다.

역사과학

Europasaurus holgeri의 화석화된 뼈의 준비

윌리엄 휴웰 (1794–1866)은 고생물학을 고고학, 지질학, 천문학, 우주론, 언어학, 역사 [5]그 자체와 함께 역사과학의 하나로 분류했다: 고생물학은 과거의 현상을 기술하고 [6]그 원인을 재구성하는 것을 목표로 한다.따라서 그것은 세 가지 주요 요소를 가지고 있다: 과거 현상에 대한 기술; 다양한 유형의 변화의 원인에 대한 일반적인 이론을 개발하고; 그리고 그러한 이론을 구체적인 [7]사실에 적용.과거를 설명하려고 할 때, 고생물학자들과 다른 역사학자들은 종종 원인에 대한 하나 이상의 가설을 세우고 나서 다른 [8]가설보다 하나의 가설과 강하게 일치하는 증거인 "스모킹 건"을 찾습니다.때때로 연구자들은 다른 연구 중에 운이 좋은 사고로 "스모킹 건"을 발견한다.예를 들어 1980년 루이스와 월터 알바레즈가 백악기에 주로 외계 금속인 이리듐을 발견했다.화산 [6]활동의 기여에 대한 논란은 계속되고 있지만, 3차 경계층은 소행성 충돌을 백악기-팔레오겐 멸종 사건에 대한 가장 좋은 설명으로 만들었다.

과학 지식을 발전시키기 위한 보완적 접근법인 실험 과학은 [9]종종 자연[by whom?] 현상의 작용과 원인에 대한 가설을 반증하는 실험을 수행함으로써 효과가 있다고 한다.이 접근방식은 가설을 증명할 수 없습니다.왜냐하면 나중에 행해지는 실험에서 가설을 반증할 수 있기 때문입니다.그러나 반증할 실패의 누적은 종종 유리한 설득력 있는 증거입니다.하지만, 보이지 않는 방사선의 첫 번째 증거와 같은 전혀 예상치 못한 현상에 직면했을 때, 실험 과학자들은 종종 역사 과학자들과 같은 접근법을 사용한다: 원인에 대한 일련의 가설을 세우고 나서 "스모킹 건"[6]을 찾는 것이다.

관련 과학

고생물학은 전생에 대한 기록에 초점을 맞추고 있기 때문에 생물학과 지질학 사이에 있지만, 그 증거의 주요 원천은 [10][11]암석에 있는 화석이다.역사적 이유로 고생물학은 많은 대학의 지질학과에 속해 있다: 19세기와 20세기 초에 지질학과들은 암석의 연대를 측정하는데 중요한 화석 증거를 발견한 반면, 생물학과들은 거의 [12]관심을 보이지 않았다.

고생물학자들은 인간의 특징과 진화에 관심이 있는 반면, 고생물학은 인간이 만든 물건과 주로 인간의 유골을 다루는 고고학과도 일부 겹친다.사람에 대한 증거를 다룰 때, 고고학자들과 고생물학자들은 함께 일할 수 있다 – 예를 들어 고생물학자들은 고고학 유적지 주변의 동물이나 식물 화석을 확인하고, 그곳에 살았던 사람들과 그들이 무엇을 먹었는지 발견하거나,[13] 거주 당시의 기후를 분석할 수 있다.

게다가 고생물학은 종종 생물학, 골학, 생태학, 화학, 물리학,[3] 수학을 포함한 다른 과학에서 기술을 차용한다.예를 들어, 암석의 지구 화학적 신호는 언제 처음 생명체가 [14]지구에 나타났는지를 발견하는 데 도움이 될 수 있고 탄소 동위원소 비율 분석은 기후 변화를 식별하고 페름기-트리아스기 멸종 사건과 [15]같은 주요 변화를 설명하는 데 도움이 될 수 있다.비교적 최근의 분야인 분자 계통학은 진화적 조상의 가계도를 재구성하기 위해 현대 유기체의 DNA와 RNA를 비교한다.이 접근법은 "분자 시계"[16]의 신뢰성에 대한 의구심 때문에 논란이 있지만, 중요한 진화 발전의 날짜를 추정하는 데에도 사용되어 왔다.공학의 기술은 고대 유기체의 몸이 어떻게 작용했는지 분석하는데 사용되었습니다. 예를 들어,[17][18] 티라노사우루스의 달리기 속도와 물리는 힘, 또는 미크로랩터의 [19]비행 역학입니다.엑스레이 마이크로토모그래피를 [20][21]이용해 화석의 내부를 연구하는 것은 비교적 흔한 일이다.고생물학, 생물학, 고고학, 그리고 고생물학이 [22]결합하여 인간과 관련된 종의 내분비학적 주조(내분비)를 연구하여 인간 뇌의 진화를 명확히 한다.

고생물학은 생명체가 어떻게 생겨났는지에 대한 모델을 개발하고 [23]생명체의 증거를 발견하는 기술을 제공함으로써 다른 행성에서 가능한 생명체의 조사인 우주생물학에도 기여한다.

소분할

지식이 증가함에 따라 고생물학은 전문화된 [24]세분화를 발전시켰다.척추동물 고생물학은 초기 어류부터 현생 포유류의 직계 조상까지의 화석에 초점을 맞추고 있다.무척추동물 고생물학은 연체동물, 절지동물, 고리형 벌레, 극피동물과 같은 화석을 다룬다.고생식물학은 화석 식물, 조류, 곰팡이를 연구한다.육상 식물과 원생 동물에 의해 생성된 꽃가루와 포자에 대한 연구인 화목학은 살아있는 생물과 화석 생물 모두를 다루고 있기 때문에 고생물학과 식물학을 포괄한다.미세수명학은 모든 [25]종류의 미세한 화석 유기체를 다룬다.

공학적 기술을 이용한 분석에 따르면 티라노사우루스는 엄청난 물림을 당했지만, 달리기 능력에 대해서는 의문을 제기한다.

개별 유기체에 초점을 맞추는 대신, 고생물학은 먹이 사슬과 같은 다른 고대 유기체 사이의 상호작용과 [26]환경과의 쌍방향 상호작용을 조사합니다.예를 들어, 박테리아에 의한 산소 광합성의 발달은 대기의 산소화를 유발했고 [27]생태계의 생산성과 다양성을 크게 증가시켰다.함께, 이것들은 모든 다세포 유기체가 [28]만들어지는 복잡한 진핵 세포의 진화를 이끌었다.

고기 후학, 가끔은 paleoecology,[25]의 일환으로써 치료를 받이 지구의 기후의 역사와 가끔, 예를 들어 진화 발전을 땅에서 나는 식물의 데본기가 대기 reducin에서 이산화 탄소 제거의 빠른 확장을 포함했습니다 it[29]–가 변경되었는지 메커니즘에 초점을 맞추고 있다.g는그램석탄기 [30]빙하기의 원인이 되고 있습니다.

바위가 형성된 연대순을 알아내기 위해 화석을 사용하는 바이오스트라티그래피는 고생물학자와 지질학자 [31]모두에게 유용하다.생물지리학은 유기체의 공간적 분포를 연구하며,[32] 또한 지질학과도 관련이 있는데, 이것은 지구의 지리가 시간에 따라 어떻게 변해왔는지를 설명해준다.

근거의 출처

시체 화석

주요 기사:화석
이 마렐라 표본은 Burgess Shalelagerstéte의 화석이 얼마나 명확하고 상세한지를 보여준다.

유기체의 신체 화석은 보통 가장 유익한 증거이다.가장 흔한 종류는 나무, 뼈, 그리고 [33]조개입니다.화석화는 드문 일이며, 대부분의 화석은 관찰되기도 전에 침식이나 변성에 의해 파괴된다.따라서 화석 기록은 매우 불완전하며, 점점 더 과거로 거슬러 올라간다.그럼에도 불구하고, 삶의 역사의 [34]더 넓은 패턴을 보여주는 것은 종종 충분합니다.화석 기록에도 편견이 있다: 다른 환경은 다른 종류의 유기체나 [35]유기체의 일부분을 보존하는 데 더 유리하다.또한 연체동물의 껍질과 같이 이미 광물화된 유기체의 부분만이 보존된다.대부분의 동물 종은 몸이 연하기 때문에 화석화되기 전에 부패한다.그 결과, 30개 이상의 살아있는 동물이 있지만,[3] 3분의 2는 화석으로 발견된 적이 없다.

때때로 비정상적인 환경은 부드러운 조직을 보존할 수 있다.이 라거스테텐을 통해 고생물학자들은 다른 퇴적물에서 껍데기, 가시, 발톱 등으로만 표현되는 동물의 내부 구조를 조사할 수 있다.하지만, 심지어 라거슈타텐조차도 그 당시 삶의 불완전한 모습을 보여준다.라거스테텐은 진흙 미끄럼틀과 같은 사건에 의해 매우 빨리 보존될 수 있는 환경, 그리고 빠른 매몰을 야기하는 예외적인 사건들로 인해 Ani의 정상적인 환경을 연구하기 어렵기 때문에 그 당시에 살고 있는 대부분의 유기체는 아마도 표현되지 않을 것이다.화석 [36]기록의 희소성은 유기체가 화석 기록에서 발견되기 훨씬 이전과 후에 존재할 것으로 예상된다는 것을 의미합니다. 이것은 시그너-립스 [37]효과로 알려져 있습니다.

화석의 흔적

삼엽충에 의해 만들어진 루소피커스를 포함한 캄브리안트레이스 화석
클라이맥티크나이트-현재 위스콘신주의 캄브리아 갯벌에 있는 대형 민달팽이 같은 동물에서 나온 캄브리아 선로(폭 10~12cm).
주요 기사:추적 화석

미량 화석은 주로 흔적과 굴로 구성되지만, 또한 코프로라이트(화석 배설물)와 [33][38]먹이가 남긴 흔적도 포함한다.미량 화석은 단단한 부분이 쉽게 화석화된 동물에 국한되지 않는 데이터 소스를 나타내며 유기체의 행동을 반영하기 때문에 특히 중요하다.또한 많은 흔적들은 그것들을 [39]만들 수 있었던 것으로 생각되는 동물들의 신체 화석보다 상당히 이전으로 거슬러 올라갑니다.미량 화석을 제작자에게 정확히 할당하는 것은 일반적으로 불가능하지만, 예를 들어, 흔적은 적당히 복잡한 동물([38]지렁이에 버금가는)의 출현에 대한 최초의 물리적 증거를 제공할 수 있다.

지구 화학적 관측

주요 기사:지구 화학

지구화학적 관찰은 특정 기간의 생물학적 활동이나 특정 화석의 친화력을 추론하는 데 도움을 줄 수 있다.예를 들어, 암석의 지구 화학적 특성은 언제 처음 지구에 [14]생명체가 생겼는지를 나타낼 수 있고, 모든 다세포 유기체가 만들어지는 [40]형태인 진핵 세포의 존재에 대한 증거를 제공할 수 있다.탄소 동위원소 비율 분석은 페름기-트라이아스기 멸종 사건과 [15]같은 주요 전이를 설명하는 데 도움이 될 수 있다.

고대 생물 분류

주요 기사:생물학적 분류, 분류학, 계통분류학 및 진화분류학
린네 분류법 수준

고생물학에서 몇몇 논쟁들이 [41]단지 이름에 대한 오해들에 기초하고 있기 때문에, 명확하고 널리 동의된 방법으로 유기체들의 이름을 짓는 것은 중요하다.린네 분류법은 일반적으로 생물 분류에 사용되지만, 새로 발견된 생물들과 현저하게 다른 생물들을 다룰 때 어려움을 겪는다.예를 들어, 새로운 상위 레벨의 그룹(예: 속, 패밀리, 순서)을 결정하는 것은 어렵습니다.이것은 그룹명 [42]붙이기 위한 린네 규칙이 레벨에 관련되기 때문에 그룹을 다른 레벨로 이동하면 이름을 변경해야 합니다.

네발동물

양서류

양막류
Synapsids

멸종된 시냅스류

포유동물

파충류

멸종된 파충류

도마뱀과 뱀

아크로사우루스

멸종.
아크로사우루스

악어족

공룡들
?

멸종.
공룡들


?

새들

간단한 분해도 예
온혈은 세계 어딘가에서 진화했습니다.
synapsid-synapsid 트랜지션
온혈성 또한 다음 중 하나에서 진화했을 것입니다.
이러한 점 –[3] 수렴 진화의 한 예.

고생물학자들은 일반적으로 일련의 [41]유기체의 진화적인 "가계수"를 알아내기 위한 기술인 분지학에 기초한 접근법을 사용합니다.이는 그룹 B와 C가 그룹 A의 어느 쪽보다 서로 유사성이 높은 경우, B와 C는 A의 어느 쪽보다 서로 밀접하게 관련되어 있다는 논리에 따라 기능합니다.비교되는 특성은 DNA 또는 단백질의 염기서열을 비교함으로써 노토코드 또는 분자의 존재와 같은 해부학적 특성을 가질 수 있다.성공적인 분석의 결과는 공통 조상을 공유하는 그룹인 군집 계층입니다.이상적으로는 "계통수"는 각 노드로부터 이어지는 두 개의 가지("접합")만을 가지고 있지만, 때때로 이를 달성하기 위한 정보가 너무 적고 고생물학자들은 여러 개의 가지가 있는 결합으로 만족해야 한다.날개나 카메라 눈과 같은 일부 특징이 한 번 이상 수렴적으로 진화했기 때문에 클래디스트 기법은 때때로 잘못될 수 있다. 이는 분석 [3]시 고려해야 한다.

일반적으로 "Evo Devo"로 축약되는 진화 발달 생물학은 고생물학자들이 "가계수"를 생산하고 [43]화석을 이해하는 데 도움을 준다.예를 들어, 일부 현생 완족동물의 발생학적 발달은 완족동물이 캄브리아기에 [44]멸종된 할키에리아류의 후손일 수도 있다는 것을 암시한다.

생물의 연대를 추정하다

주요 기사:지질 연대학
근점근
치자니
넵튠아 타불라타
미국 북동부 암석의 연대를 나타내는 일반적인 지표 화석

고생물학은 시간이 지나면서 생물들이 어떻게 변해왔는지 알아내려고 한다.이 목표의 실질적인 장애물은 화석이 얼마나 오래되었는지 알아내는 것의 어려움이다.화석을 보존하는 층은 일반적으로 방사성 연대 측정에 필요한 방사성 원소가 부족하다.이 기술은 약 5천만 년 이상 된 암석에 절대 연령을 부여하는 유일한 수단이며, 0.5% 또는 [45]그 이상까지 정확할 수 있습니다.방사성 연대 측정은 매우 신중한 실험실 작업을 필요로 하지만, 그 기본 원리는 간단하다. 다양한 방사성 원소가 붕괴되는 속도가 알려져 있고, 따라서 방사성 원소가 붕괴되는 원소에 대한 방사성 원소의 비율은 방사성 원소가 얼마나 오래 전에 암석에 통합되었는지를 보여준다.방사성 원소는 화산 기원이 있는 암석에서만 흔히 볼 수 있기 때문에 방사상으로 연대를 측정할 수 있는 화석이 있는 암석은 화산재 층 [45]몇 개뿐이다.

따라서 고생물학자들은 화석의 연대를 밝히기 위해 층서학에 의존해야 한다.층서학은 퇴적 기록인 층케이크를 해독하는 과학으로 직소퍼즐에 [46]비유돼 왔다.바위는 보통 비교적 수평인 층을 형성하며, 각각의 층은 그 아래에 있는 층보다 젊다.만약 화석의 나이가 알려진 두 층 사이에서 발견된다면, 화석의 나이는 알려진 두 개의 [47]나이 사이에 있어야 한다.암석의 시퀀스는 연속적이지 않지만 단층이나 침식기에 의해 부서질 수 있기 때문에 서로 바로 옆에 있지 않은 암반을 연결하는 것은 매우 어렵다.하지만, 비교적 짧은 시간 동안 생존한 종의 화석은 고립된 암석을 연결하는데 사용될 수 있다: 이 기술은 바이오스트라티그래피라고 불린다.예를 들어, 코노돈 Eoplacognathus 의사행성들은 오르도비스기 중기에 짧은 [48]범위를 가지고 있다.나이를 알 수 없는 암석들이 E. 의사행성들의 흔적을 가지고 있는 것으로 밝혀진다면, 그 암석들은 오르도비스기 중기의 나이임에 틀림없다.그러한 지표 화석은 독특하고, 전 세계에 분포해야 하며, 유용하게 쓰일 수 있는 짧은 시간 범위를 가져야 한다.그러나 지표화석이 처음 [49]생각했던 것보다 더 긴 화석 범위를 가진 것으로 밝혀지면 오해의 소지가 있는 결과가 나온다.층서학과 생물지리학은 일반적으로 상대적 연대 측정만을 제공할 수 있으며, 이것은 종종 진화를 연구하기에 충분합니다.하지만, 이것은 [49]다른 대륙에 걸쳐 같은 나이의 암석을 맞추는 것과 관련된 문제들로 인해 일부 기간 동안 어렵다.

패밀리 트리 관계도 혈통이 처음 등장한 날짜를 좁히는 데 도움이 될 수 있습니다.예를 들어, 만약 B나 C의 화석이 X백만 년 전으로 거슬러 올라가고 계산된 "가계수"가 A가 B와 C의 조상이라고 말한다면, A는 X백만 년 전에 진화한 것이 틀림없습니다.

또한 DNA 돌연변이가 일정한 비율로 축적된다고 가정함으로써 살아있는 두 개의 군락이 얼마나 오래 전, 즉 그들의 마지막 공통 조상이 얼마나 오래 살았는지 추정할 수 있다.그러나 이러한 "분자 시계"는 틀릴 수 있으며 매우 대략적인 타이밍만 제공한다. 예를 들어, 캄브리아기 폭발에서 특징지어지는 그룹이 언제 [50]처음 진화했는지 추정하기에는 충분히 정확하지 않고 신뢰할 수 없으며, 다른 기술에 의해 생성된 추정치는 [16]2배 정도 달라질 수 있다.

인생의 역사

이 주름진 "코끼리 피부"의 질감은 비구균성 매트의 미량 화석입니다.이 이미지는 스웨덴의 Burgsvik 바닥에서 미생물 [51]매트의 증거로 텍스처가 처음 확인된 위치를 보여준다.
주요 기사:생명의 진화사
상세 정보:생명의 진화사 연표

지구는 약 45억 7천만 년 전에 형성되었고, 약 4천만 년 후에 달을 형성한 충돌 후에, 약 4억 4천만 년 [52][53]전에 바다와 대기가 있을 만큼 충분히 빨리 식었을지도 모른다.달에 4,000만 년에서 38억 년 전에 소행성에 의한 후기 대폭격이 있었다는 증거가 있다.만약, 가능성이 있어 보이는 것처럼, 그러한 폭격이 동시에 지구를 강타한다면, 최초의 대기와 해양이 [54]파괴되었을지도 모른다.

고생물학은 생명의 진화 역사를 3억 년 전, 어쩌면 3억 8천만 년 [55]전으로 거슬러 올라간다.3,400만년 전의 화석 박테리아와 3,800만년 [14][56]전의 생물 존재에 대한 지구 화학적 증거에 대한 보고가 있지만, 지구 생명체 존재에 대한 가장 오래된 명백한 증거는 3억년 전으로 거슬러 올라간다.일부 과학자들은 지구상의 생명체가 다른 [57][58][59]곳에서 "씨앗"되었다고 제안했지만, 대부분의 연구는 어떻게 지구에서 [60]생명체가 독립적으로 생겨날 수 있었는지에 대한 다양한 설명에 초점을 맞추고 있다.

약 2억 년 동안,[61] 다른 박테리아로 이루어진 다층 군락인 미생물 매트는 지구상의 지배적인 생명체였다.산소 광합성의 진화는 그들이 약 24억 년 전부터 대기의[27] 산소화에 주요한 역할을 할 수 있게 했다.이러한 대기의 변화는 [62]진화의 온상으로서 그들의 효과를 증가시켰다.복잡한 내부 구조를 가진 진핵생물들이 더 일찍 존재했을지 모르지만, 그들이 산소를 독에서 강력한 대사 에너지원으로 바꾸는 능력을 얻었을 때 그들의 진화는 빨라졌다.이 혁신은 원시 진핵생물들이 산소를 동력으로 하는 박테리아를 내흡충으로 잡아 미토콘드리아라고 [55][63]불리는 세포기관으로 변형시킨 것에서 비롯되었을지도 모른다.미토콘드리아와 같은 유기체가 있는 복잡한 진핵 생물의 가장 오래된 증거는 18억 5천만 년 [28]전으로 거슬러 올라간다.

오파비니아는 캄브리아기 폭발에 대한 현대의 관심을 불러일으켰다

다세포 생물은 오직 진핵 세포로만 구성되어 있고, 비록 다른 기능을 위한 세포의 전문화가 14억 3천만 년 전에서 120억 년 전 사이에 처음 나타나지만, 그것에 대한 가장 초기의 증거는 21억 [64]년 전의 프랑스 빌리안 그룹 화석이다.무성 다세포 유기체가 [65][66]생식 능력을 보유하는 불량 세포에 인수될 위험이 있기 때문에 성 생식은 세포의 전문화를 위한 필수 조건일 수 있다.

가장 먼저 알려진 동물들은 약 5억 8천만 년 전의 CNIDAR들이지만, 이들은 매우 현대적으로 보이는 동물들로 보아 이전 [67]동물들의 후손임에 틀림없다.초기 동물 화석은 약 5억 4천 8백만 [68]년 전까지 광물화되고 쉽게 화석화된 단단한 부분이 개발되지 않았기 때문에 드물다.가장 초기의 현대적으로 보이는 양면동물들은 어떤 현생동물과도 거의 흡사하지 않은 몇 가지 "이상한 놀라움"과 함께 초기 캄브리아기에 나타난다.이 캄브리아기의 폭발이 진정 매우 빠른 진화 실험의 시기인지에 대한 오랜 논쟁이 있습니다; 대안적인 견해는 현대적으로 보이는 동물들이 더 일찍 진화하기 시작했지만 그들의 전조의 화석은 아직 발견되지 않았거나, "이상한 놀라움"이 현대 [69]집단의 진화적인 "이모"이자 "사촌들"이라는 것입니다.척추동물은 오르도비스기 [70][71]말기에 처음으로 턱이 있는 물고기가 나타나기 전까지 작은 집단으로 남아있었다.

약 13cm(5.1인치)로 백악기 초기의 야노코노돈은 당시의[72] 평균 포유류보다 길었다.

물에서 육지로의 동식물의 확산은 건조에 대한 보호와 [73][74][75][76]중력에 대한 그들 자신을 지탱하는 것을 포함한 몇 가지 문제들을 해결하기 위해 유기체가 필요했다.육지 식물과 육지 무척추동물에 대한 최초의 증거는 각각 [75][77]약 4억 7천 6백만 년 전, 4억 9천만 년 전으로 거슬러 올라간다.그 무척추동물들은 그들의 흔적과 신체 화석을 통해 알 수 있듯이 [78]에우티카르시노이드로 알려진 절지동물인 것으로 나타났다.육지 척추동물을 만들어낸 혈통은 나중에 진화했지만 3억 7천만 년 전에서 3억 6천만 년 [79]전 사이에 매우 빠르게 진화했다; 최근의 발견들은 그들의 [80]진화의 역사와 원동력에 대한 이전의 생각을 뒤엎었다.육지식물은 매우 성공적이어서 [30]죽은 나무를 소화시킬 수 있는 균류가 진화하기 전까지 데본기 말기에 생태학적 위기를 초래했다.

새는 유일하게 살아남은[81] 공룡이다.

페름기 동안 포유류의 조상을 포함한 시냅시드가 [82]육지 환경을 지배했을 수도 있지만, 이것은 2억 5천 1백만 년 전 페름기-트리아스기 멸종 사건으로 끝이 났고, 이는 모든 복잡한 [83]생명체를 거의 멸종시켰다.멸종은 [84]적어도 척추동물들 사이에서는 상당히 갑작스러운 것이었다.이 재앙으로부터 천천히 회복되는 동안, 이전에는 알려지지 않았던 그룹인 대룡은 가장 풍부하고 다양한 육지 척추동물이 되었다.공룡이라는 하나의 공룡 그룹은 중생대의 [85]나머지 기간 동안 지배적인 육지 척추동물이었고, 새들은 공룡의 [81]한 집단에서 진화했다.이 기간 동안 포유류의 조상은 주로 야행성인 작은 식충동물로만 살아남았고, 이는 내열과 [86]털과 같은 포유류의 특성 개발을 가속화했을지도 모른다.6600만 년[87] 전 백악기-파생대멸종 이후 포유류는 크기와 다양성이 급격히 증가했고 일부는 공기와 [88][89][90]바다로 날아갔다.

화석 증거에 따르면 개화식물은 1억3000만 년 전부터 9000만 [91]년 전까지 백악기 초기에 출현해 급속히 다양화됐다.육지 생태계의 지배로 빠르게 부상한 것은 수분 [92]곤충과의 공진화에 의해 추진된 것으로 생각된다.사회적 곤충은 비슷한 시기에 나타났고, 비록 그들이 곤충의 "가계수"의 작은 부분을 차지하지만, 지금은 [93]전체 곤충의 50% 이상을 형성하고 있다.

인류는 직립 보행 유인원의 혈통에서 진화했는데, 이들의 가장 오래된 화석은 6백만 년 [94]전으로 거슬러 올라간다.비록 이 혈통의 초기 구성원들은 현생인류의 약 25% 크기인 침팬지 크기의 뇌를 가지고 있었지만, 약 300만 년 전에 [95]뇌 크기가 꾸준히 증가하고 있는 징후가 있다.현생인류가 20만년 전에 전 세계로 이주하여 이전의 호미닌 종족을 대체한 아프리카 단일 소인종의 후손인지, 아니면 이종 [96]교배의 결과로 전 세계적으로 동시에 이종 교배의 결과로 생겨났다.

대멸종

Extinction intensity.svgCambrianOrdovicianSilurianDevonianCarboniferousPermianTriassicJurassicCretaceousPaleogeneNeogene
광생대 해양 멸종 강도
%
수백만 년 전
Extinction intensity.svgCambrianOrdovicianSilurianDevonianCarboniferousPermianTriassicJurassicCretaceousPaleogeneNeogene
화석 기록에서 재구성된 특정 시점에 멸종되는 속들의 명백한 멸종 강도(홀로세 멸종 사건의 최근 시대를 포함하지 않는 그래프)
주요 기사:대멸종

지구상의 생명체는 적어도 5억 4천 2백만 년 전부터 가끔 대멸종을 겪어왔다.그들의 재앙적인 영향에도 불구하고, 대멸종은 때때로 지구상의 생명체 진화를 가속화해왔다.생태적 틈새의 지배가 한 생물 집단에서 다른 생물 집단으로 넘어갈 때, 이것은 새로운 지배 집단이 오래된 집단을 능가하기 때문에 드문 일이지만, 보통 멸종 사건은 새로운 집단이 오래된 집단에 비해 오래 살고 [97][98]그 틈새로 이동하도록 하기 때문이다.

화석 기록은 대멸종 사이의 격차가 더 길어지고 평균과 배경의 멸종률이 감소하면서 멸종 속도가 느려지고 있음을 보여주는 것으로 보인다.하지만, 이러한 관측치들은 여러 [99]가지 방법으로 설명될 수 있기 때문에 실제 멸종률이 변화했는지 여부는 확실하지 않습니다.

  • 바다는 지난 5억 년 동안 생명체에게 더 쾌적해졌고 대량 멸종에 덜 취약해졌을지도 모른다: 용존 산소는 더 널리 퍼졌고 더 깊이 침투했다; 육지의 생물 발전은 영양소의 유출을 줄였고 따라서 부영양화와 무산소 사건의 위험을 줄였다; 해양 생태계는 더 많이 변했다.먹이사슬이 [100][101]교란될 가능성을 낮추기 위해 분화되었습니다.
  • 상당히 완전한 화석은 매우 드물다: 대부분의 멸종 유기체는 부분적인 화석으로만 나타나며, 완전한 화석은 가장 오래된 암석에서 가장 드물다.그래서 고생물학자들은 종종 이러한 발견을 수용하기 위해서만 정의되었던 다른 속들에 실수로 같은 유기체의 일부를 할당했다 – Anomalocaris의 이야기는 이것의 [102]한 예이다.이 실수의 위험은 오래된 화석들이 종종 살아있는 유기체의 일부와 다르기 때문에 더 높다.많은 "불필요한" 속들은 다시 발견되지 않는 조각들로 표현되며, 이러한 "불필요한" 속들은 매우 [99]빠르게 멸종된 것으로 해석됩니다.
잘 정의된 속
트렌드 라인
다른 대멸종
백만 년 전
수천 개의 속
화석 기록에서 알 수 있듯이 고생대 생물 다양성

화석 기록의 생물 다양성은

"항상 살아 있는 별개의 속, 즉 첫 번째 발생이 이전이고 마지막 발생이 [103]그 이후인 속"

5억4천2백만 년 전에서 4억 년 전으로 상당히 빠른 증가, 4억 년에서 2억 년 전으로 약간의 감소, 엄청난 페름기-트리아스기 멸종 사건이 중요한 요소, 2억 년 전에서 [103]현재로 빠른 증가 추세를 보여줍니다.

역사

주요 기사:고생물학의 역사
상세 정보:고생물학 연표
이 인도 코끼리 턱과 매머드 턱(위)의 그림은 살아있는 코끼리와 화석 코끼리에 대한 쿠비에의 1796년 논문에서 인용되었다.

고생물학은 1800년경에 확립되었지만, 초기 사상가들은 화석 기록의 양상을 알아차렸다.고대 그리스 철학자 크세노파네스 (기원전 570–480)는 화석 해조개로부터 육지의 일부 지역이 한때 물에 [104]잠겼다고 결론지었다.중세 시대 동안 유럽의 아비케나로 알려진 페르시아의 박물학자 이븐 시나는 화석에 대해 논의했고 14세기에 작센의 [104]알베르트가 정교하게 기술한 석화 유체에 대한 이론을 제안했다.중국의 박물학자 심궈(1031–1095)는 당시 대나무가 [105]너무 건조했던 지역에 석화된 대나무의 존재에 기초한 기후 변화 이론을 제안했다.

초기 현대 유럽에서 화석에 대한 체계적인 연구는 이성의 시대에 일어난 자연 철학의 변화의 필수적인 부분으로 나타났다.이탈리아 르네상스에서 레오나르도 다빈치는 이 분야에 다양한 중요한 공헌을 했으며 수많은 화석을 묘사했다.레오나르도의 공헌은 고생물학의 두 가지 주요 분야인 i테크놀로지와 몸 화석 [106][107][108]고생물학 사이에 연속성을 확립했기 때문에 고생물학 역사의 중심이다.그는 [106]다음을 확인했다.

  1. ichnofossils의 생물학적 성질, 즉 ichnofossils는 살아있는 유기체가 남긴 구조였다.
  2. 고환경 도구로서의 ichnofossils의 유용성 – 특정 ichnofossils는 암석 지층의 해양 기원을 보여줍니다.
  3. 신동학적 접근법의 중요성 - 최근의 흔적은 이크노포실을 이해하는 열쇠이다.
  4. 이크노포실 및 신체 화석의 독립성과 보완적 증거 – 이크노포실은 신체 화석과 구별되지만 고생물학적 정보를 제공하기 위해 신체 화석과 통합될 수 있습니다.

18세기 말, 조르주 큐비에의 연구는 과학 분야로서 비교 해부학을 확립했고, 몇몇 화석 동물들이 살아있지 않다는 것을 증명함으로써, 동물들이 멸종할 수 있다는 것을 증명함으로써,[109] 고생물학의 출현으로 이어졌다.화석 기록의 확대된 지식은 지질학, 특히 [110]층서학의 발전에도 큰 역할을 했다.

1822년 1월 앙리 마리 뒤크로테이 드 블랭빌이 그의 체격 저널에서 만든 팔레온톨로지라는 단어에 대한 첫 언급.

19세기 전반에는 지질학회와 박물관의[111][112] 성장과 전문 지질학자와 화석 전문가의 증가로 지질학 및 고생물학 활동이 점점 더 잘 조직화 되었다.지질학과 고생물학이 산업가들이 [104]석탄과 같은 천연자원을 발견하고 개발하는 것을 도왔기 때문에 순수하게 과학적이지 않은 이유로 관심이 증가했다.이것은 주로 화석 증거에 기초해 지구 생명체의 역사에 대한 지식의 급속한 증가와 지질학적 시간 척도의 정의에 있어 진보에 기여했다.그녀는 과학계에 [113]의해 거의 인정받지 못했지만, 메리 애닝은 이 기간 동안 고생물학 분야에 중요한 공헌자였다. 그녀는 여러 개의 새로운 중생대 파충류 화석을 발견했고 당시 비조아 결석으로 알려진 것이 사실 화석화된 [114]배설물이라는 것을 추론했다.1822년 체격 저널의 편집자인 앙리 마리 뒤크로테이 드 블랭빌은 화석을 [115]통한 고대 생물에 대한 연구를 언급하기 위해 "고생물학"이라는 단어를 만들었다.삶의 역사에 대한 지식이 계속 향상됨에 따라, 삶의 발달에 어떤 연속적인 질서가 있었다는 것이 점점 더 분명해졌다.이것은 [116]종의 변환에 대한 초기 진화 이론을 장려했다.1859년 찰스 다윈이 종의 기원을 발표한 후, 고생물학의 많은 초점은 인간의 진화를 포함한 진화 경로와 진화 [116]이론을 이해하는 것으로 옮겨갔다.

하이쿠이치는 중국에서 약 5억1800만년 전의 것으로 알려진[117] 가장 이른 물고기일 수 있다.

19세기 후반에는 특히 북미에서 [118]고생물학 활동이 엄청나게 확대되었다.이러한 추세는 20세기에도 계속되었고, 지구의 추가적인 지역이 체계적인 화석 수집에 개방되었다.20세기 말 무렵 중국에서 발견된 화석은 동물, 초기 물고기, 공룡, [119]새의 진화에 대한 새로운 정보를 제공했기 때문에 특히 중요했다.20세기의 마지막 몇 십 년은 대멸종과 [120]지구상의 생명체 진화에 대한 그들의 역할에 대한 새로운 관심을 보았다.캄브리아기 폭발에 대한 새로운 관심도 있었는데, 이 폭발은 분명히 대부분의 동물 박엽의 신체 설계도를 발전시킨 것으로 보인다.에디아카란 생물군의 화석 발견과 고생물학의 발전은 [69]캄브리아기 훨씬 이전까지 생명의 역사에 대한 지식을 넓혔다.

유전학에서의 그레고르 멘델의 선구적 업적에 대한 인식의 증가는 우선 집단 유전학의 발전으로 이어졌고, 그리고 나서 20세기 중반에 현대 진화 합성으로 이어졌다. 이것은 유전자 변형과 유전자 이동과 자연과 함께 유전적 변화를 제공하는 변이와 수평적 유전자 이동과 같은 사건의 결과로 진화를 설명한다.모든 선택은 시간의 [120]경과에 따른 이 변동의 변화를 촉진한다.다음 몇 년 안에 유전자 유전에서 DNA의 역할과 작용이 발견되었고, 이것은 현재 분자생물학의 [121]"중심 도그마"로 알려져 있다.1960년대에 생화학에서 파생된 기술에 의한 진화적 "가계수"에 대한 연구가 영향을 미치기 시작했고, 특히 인간의 혈통이 [122]그 당시에 일반적으로 생각되었던 것보다 훨씬 더 최근에 유인원에서 분리되었다는 주장이 제기되었을 때.비록 이 초기 연구가 유인원과 인간의 단백질을 비교했지만, 대부분의 분자 계통학 연구는 현재 RNA와 [123]DNA의 비교에 기초하고 있다.

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메모들

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