化石学科的先驱者

英国工业革命以后，接着是法国资产阶级革命，欧洲各国相继进入资本主义时期，自然科学也就随着工业的迅速发展而急剧成长。于是“地质学产生了，它不仅指出了相继形成起来和逐一重迭起来的地层，并且指出了这些地层中保存着已经死绝的动物的甲壳和骨胳，以及已经不再出现的植物的茎、叶和果实。必须下决心承认：不仅整个地球，而且地球今天的表面以及生活于其上的植物和动物，也都有时间上的历史。这种承认最初是相当勉强的。”（《自然辩证法》）

首先要提到的是进化论的先驱者——拉马克（1744～1829 年），他是著名的生物学家，通常称他为无脊椎动物学的创始人，但他除了生物学以外，还研究过古生物、气象、水文地质等多种自然科学。

他出身于法国北部乡村一个破落的贵族家庭，年轻时就在巴黎求学，按他父母的愿望，希望儿子能在教会里获得一个有荣誉的工作，以便重整家业。但青年时代的拉马克，对宗教活动感到厌烦，而对自然科学却有无比的兴趣。因此，当他父亲去世以后，他就脱离了耶稣教会，以志愿兵的身份参加作战部队，并因英勇著称而提升为军官。后来，因病退伍，进入高等医科学校。那时，在植物学家彼尔那尔达·德·秀斯那的指导下从事植物的研究工作，由于他的勤奋好学，于 1778 年出版了第一部著作《法国植物志》。从此，拉马克更专心钻研植物，并引起当时著名的生物学家布丰的注意。布丰建议拉马克伴随他的儿子到欧洲各地旅行，考察植物。通过这次较为长期的野外调查，拉马克学习到不少植物方面的知识，和布丰更为接近。1789 年进入巴黎皇家植物园（后改名为巴黎自然历史博物馆）工作。当时，法国发生了革命，资产阶级和封建贵族进行了激烈的斗争，拉马克热情地迎接革命，并为新政权建立而奔走呼号，直接参加了各项革命活动，不辞辛劳，努力工作。当时的先进思想对于拉马克的学术观点起了促进作用。

1794 年，拉马克已经 50 岁了。当时自然历史博物馆要开设生物学讲座，其中最为困难的讲座是“蠕虫与昆虫”，有人建议由他来担任，但拉马克一生中只研究过植物，对动物学科还没有进行过专门的研究，这个任务确实是

不容易完成，而拉马克却勇敢地答应下来。经过了一年短促时间的准备，讲座终于开课了。在讲授这门新的课程时，他对以往按林奈的分类法进行编写的无脊椎动物学作了彻底的修改，因而听众感到分外新鲜，来听课的人十分踊跃。这次讲课，为他以后写成七卷本的巨著《无脊椎动物的自然历史》奠定了基础。这套书也就是近代无脊椎动物学的蓝本。

接着，他又在巴黎郊区采集无脊椎动物化石，进行研究，完成了《论巴黎附近的化石贝壳类》一书。在这本书中，他运用现生种与化石种的对比方法，指出若干物种现已绝灭，不同层位中的化石，既有区别，但又有联系。而他的最重要著作是 1809 年写的《动物学的哲学》一书。拉马克在这本

书中所阐述的生物进化观点以及基本理论，对于认识化石、研究生物的发展历史来说，是十分重要的。拉马克认为：所有的生物都不是上帝创造的，而是进化来的，其所需的时间极长；复杂的生物由简单的生物进化而来，生物具有向上发展的本能趋向，而最低等的生物则由非生命的自然界直接诞生的

（即“自然发生说”，现已知道是不可能的）；生物为了适应环境继续生存，因此物种一定要变；家养可以使物种发生巨大变化，与野生祖先大不相同；生物为适应环境，经常使用的器官发达，不用则退化，此种变化可以遗传。在生物界可以看到由低等向高等发展过程中的各个过渡类型的代表者。这些论点，大体上都可以从发掘出来的各类化石得到证明，这对神创论无疑是有力的反击，特别是对跟他同时代的居维叶的物种不变的论调是有力的驳斥。不幸的是，法国革命在当时经历反复，反动势力一度抬头，拉马克的进步学说，自然遭到压制，拉马克本人不断遭到教会顽固势力的迫害。《动物学的哲学》在当时就没有被社会上注意，拉马克在世的时候，这本书的第一版也没有售完，经过 64 年，直到 1873 年才出第二版，可见当时宗教势力影响之严重，进化论的见解还不能被人们接受。

1818 年，拉马克双目失明了。他不得不停止讲课，但他的科研工作仍继续进行，特别是他没有放弃对反动的神创论的斗争。他的两个女儿帮助父亲收集资料，并念给他听。拉马克口述，女儿作记录，就这样坚持工作。但当时拉马克所在的机关和社会团体，慑于教会的权力，无法给拉马克的晚年生活有多大照顾。由于物质上得不到支持，拉马克晚年的境况十分艰苦，但坚强的老人，为科学的真理而斗争，并不因为经济的威胁而表现出丝毫的怯懦。在 1820 年，76 岁的拉马克又出版了《人类有益知识的系统分析》，同时完成了《无脊椎动物的自然历史》的最后一卷。1829 年，拉马克在贫病交迫中与世长辞了。

因为家境清寒，他的两个女儿买不起埋葬父亲的长期墓地，只租用了为期 5 年的坟地，到期时，又把这位伟大学者的遗骨挖掘出来，放入公共的大墓地中去。直到拉马克死后很久，法国资产阶级革命成功并巩固下来，他的著作才被人们重视起来，他的进化论见解也得到越来越广泛的支持。到 1909

年，即《动物学的哲学》出版 100 周年纪念之际，巴黎植物园通过国际募捐办法筹集经费，才为拉马克重建纪念碑，在纪念碑上刻上他女儿的话：

“我的父亲，后代将要羡慕您，他们将要替您报仇雪恨！”

对古生物学作出巨大贡献的主要奠基者，是被英国地质界称之为“英国地质学之父”的威廉·史密斯（1769～1839 年）。他出生于英国一个贫寒的家庭里，幼年时就失去了父亲，生活十分困难，中学也无法念完就投身到社会自谋出路去了。年青的史密斯做过各种勤杂工，后来找到了测量土地时扛

标尺的工作。当时英国正处于资本主义上升时期，开山、修路、挖运河等基建工程都需要进行测量。作为一个标尺工的史密斯，成天奔跑在野外，自然是比较辛苦劳累，多半是家庭经济困难的青年因迫于生活而担任这些工作。但是聪明好学的史密斯，并没有因为当这个“跑腿”的标尺工而感到厌烦，相反，在野外实践过程中，大自然的奥秘吸引着他去思考各种问题，特别是他对山上的石头开始发生兴趣。以后他利用业余时间，阅读各种有关书籍，以坚毅不拔的精神进行了自修。

起先，他参加英国南部的一个煤矿矿区工作，和采煤工人经常接触交谈，自然而然地提出了在什么地方最容易挖到煤的问题。在地质科学尚未发达的当时，对于煤层的埋藏规律也还没有掌握，挖掘煤层在很大程度上仍带有盲目性，有时碰到，有时扑空。于是史密斯就利用测量的机会，时刻细心观察煤层的分布特点，捉摸煤层埋藏的标志，通过不断的实地调查和反复的周密思考，终于使他摸索到了挖掘煤层的一些规律。他告诉矿工们：煤层往往和植物化石在一起，所以植物化石可以作为找煤的标志，而这里的含煤地层深埋在地下，它的上面是一层红土层，这里找不到化石，在红土层之上，则是沙土层，这里含有丰富的贝壳类化石。果然，按照史密斯的指点满有把握地找到了煤层，给挖煤工作带来极大的方便。史密斯首次把化石和地层的关系结合起来，并用于找矿获得成功，这使他对化石的兴趣更加浓厚，因而更多地注意化石了。

后来，由于史密斯的刻苦努力，终于能独立担任测量工作，成为一名正式的测量员，参加了开凿运河的测量工作。当时，为了有计划地进行河道的挖掘，必须对它的工程量有精确的计算，因而涉及到一些地质问题——比如有多少地段要通过坚硬岩层地区，有多少地段要通过松软岩层地区。史密斯在工作中，又带着这类问题进行研究。这时，他看到了已开掘的河道两岸暴露出的岩层中有许多菊石、贝壳及其它化石。经过一番整理，他发现某些种类的化石只和某种特定的岩层有关，后来根据这个发现扩大到附近山上去研究，亦有成效。从此，他建立了化石和地层层序之间的关系，并运用这个原则阐明了当地地层的分布规律，也查明了运河经过地区的地质情况，使开河工程进行顺利。当时，他还只是个 27 岁的青年测量员。

史密斯的这项发现，也就是地质学上所称的“化石层序律”，直到今天，野外地层工作者，基本上还是按史密斯的发现进行工作的。

到 1799 年，30 岁的史密斯完成了一张“英国沉积地层表”，这是世界上第一张最有系统的地层表。后来，这张手抄的表格吸引了当时欧洲地质界的广泛注意。大约过了 20 年，这张富有科学意义的地层表才正式出版。

在 1813～1815 年，史密斯根据自己多年实地调查中累积的地质资料，完成了英格兰、威尔士和一部分苏格兰的地质图，这是世界上第一幅地质图。 1816 年，史密斯写了《根据有机体化石所鉴定的地层》，在这本书的序

言中说：“有机体化石及其产地，可以被所有人，甚至不识字的人所认识，而这些化石则为认识土壤和土壤以下的岩层从各方面提供很好的线索。”这几句简单的话说明了一个真理，科学并不神秘，任何客观事物都可以认识，而且任何人都有条件去认识它。就在这本书中，他还说：“一切地层都是在海底沉积的，每一层都含有它形成期间的海生动物遗体。因此每一地层都含有它特有的化石，大多数情况下，根据这些化石就能确定不同地点的地层是在同时形成的问题。”这段简明扼要的阐述，也就是他的“化石层序律”的

基本概念。

史密斯为了研究地层问题，在经济困难的条件下，曾经徒步走遍英格兰各地。1819 年，他又公布了 6 张地质剖面图，这些图过去任何人也没有做过。直到现在我们还沿用他的基本原理和方法。

虽然史密斯在当时的英国地质学界享有崇高的荣誉，但在资产阶级专政、等级制度森严的社会里，这位贫民出身的史密斯，最终还是在贫病交迫中死去，享年 60 岁。史密斯留给后代的对地质学的巨大贡献，永远铭记在人们的心中。

几乎和史密斯同时，被誉为古脊椎动物学创始人的居维叶（1769～1832 年），也是奠定古生物学者之一，但他是拉马克进化论的反对者。他出生于法国东部一个城市的贵族家庭里，是一个虔诚的基督教徒。他从小就爱好博物学，毕业于斯图加特的加罗林学院。1795 年到巴黎皇家植物园担任解剖部主任，并获巴黎科学院院士的称号，写了《比较解剖学讲义》。此后，他研究了巴黎附近新生代地层中的脊椎动物化石，于 1812 年发表《四足动物的骨化石研究》一书，对这些脊椎动物化石作了详细的分类、描述，并重塑了它们生前的形态面貌，从此奠定了古脊椎动物学的研究基础。随后，又写了《动物界》（1817 年）、《地球表面的灾变论》（1825 年）和《鱼类自然史》等。

由于他接触了大量现代脊椎动物和古脊椎动物的标本，并吸取了前人在这方面研究成果，因而提出了“器官相关定律”——居维叶解释说：“每个有机体都是一个完整而严密的体系，它的各部分都是相互适应的。任何一部分的改变都要引起另一部分的改变，因此获得一部分就可以判明其它的部分。

“只要骨头的一端保存良好，就可以巧妙地运用类比和精确的比较，像拥有一个完整体那样准确地决定它的纲、目、属、种。

“例如一个动物的肠子是消化生肉的，那么这个动物的颌骨构造一定适应于嚼食猎物，爪子能抓住并撕裂它，牙齿能咬碎它，四肢能追赶它，感觉器官能在远处发现它⋯⋯。

“如果一个人看到了偶蹄类的痕迹，那么他就可以断定遗留这个痕迹动物是反刍动物⋯⋯只要一个痕迹，就可以使观察者发现前代动物所遗留的牙齿形状、颚骨形状、脊椎形状以及腿、肩和骨盘的全部骨胳的形状等。”（《地球表面的灾变论》）

有一次，他当着反对他的“器官相关定律”的某些科学家的面，作了一次精采的现场表演，拿着一块采自巴黎郊区新生代地层中，但尚未完全暴露的哺乳动物化石说：“你们看，这块化石只暴露出牙齿，其它部分尚被围岩盖着，但根据器官相关定律，我可以断定它是有袋类的负鼠化石，而不是如人们所说的蝙蝠类动物。因为在其腹部还有袋骨。”说罢，他用剔针去掉了围岩，果然袋骨暴露出来了。在场的科学家们，不得不惊叹佩服。这个被命名为“居维叶负鼠”的化石标本，至今还保存在巴黎自然历史博物馆里作为纪念。

早在 1801 年，他的“器官相关定律”尚未公诸于世的时候，居维叶曾收到一个博物馆馆长柯林伊的素描图，据称，这是一个奇异的海生动物化石，但不知叫什么名字，要求鉴定居维叶就运用器官相关定律，分析了它的前肢和头部特点，大胆地断言：“这是一具飞龙化石。”当时曾引起热烈的争论，有人说是会游泳的鸟；有人说是鸟与蝙蝠之间的过渡型动物。直到更多的化

石发现以后，证明居维叶的鉴定是正确的。

更有趣的，据说有一个“调皮”学生听了居维叶“器官相关定律”的讲课以后，想试试老师。一天夜里，他把自己化装成一个奇怪的“哺乳动物”，悄悄地溜进居维叶的卧室，发出嘶叫和鼻息的声音，并装出要吃掉居维叶的姿态。一阵突如其来的怪声惊醒了居维叶，在微弱的光线下，他睁大眼睛看一看，镇静地说：“啊！没有什么了不起，你有蹄又有角，根据器官相关定律推测，你只是一只吃草的哺乳动物，何必惧怕呢？”说完，翻了一个身，居维叶照睡他的觉了。

自从器官相关定律公布以后，给研究脊椎动物化石的人扩大了眼界，为探索古脊椎动物的奥秘提供了新的启示，可以凭那些零星而破碎的牙齿或骨胳化石推断它们是属于哪些动物，甚至复原其生前的形态。

但是，由于居维叶的资产阶级世界观和他是一个虔诚的基督教徒之故，虽然他也详细地研究过动物的比较解剖，而对于器官相关定律的原因却作出了唯心主义的解释。比如他只注意到生物体各部分的外部形态，未注意到彼此之间内在的生理联系；只认为有机体的结构是完全孤立的，始终不变的，结构内的一切都很完备的，而且这些都已经由上帝安排好的。因此，他也必然否认生物的变异，否认进化，否认生物与生活条件的各种关系。

居维叶还根据自己解剖所获得的知识，以神经系统为依据，又把整个动物界归纳为四大类，即四个结构图案——脊椎动物、软体动物、节肢动物、放射（虫）动物。而且认为这四个图案是永恒不变的。显然，这种分类法完全是形而上学的。但是，这四种图案却是居维叶研究动物的中心原则，这就导致了当时生物学界争论的焦点。下面，我们将看到他和圣提雷尔围绕这个焦点而开展的一场曾惊动欧洲学术界的大论战。

居维叶在运用器官相关定律时，犯了机械论的错误。例如他在研究一种早第三纪时生存的奇异的哺乳动物——爪兽时，曾把它的头骨鉴定为奇蹄类，而把它的四肢骨鉴定为肉食类。其实，它是绝灭了的古老的奇蹄类，其体形似马，牙齿低冠，脚趾末端有爪，前肢的爪特别大，这是后来发现了完整的骨架以后才确定的。由此可见，在具体运用器官相关定律时，除了注意到动物的若干共性以外，更需要注意动物的个性，即特殊性。

由于居维叶的阶级地位和宗教影响，在法国大革命的激流中，他始终站在贵族和大资产阶级的立场上，为本阶级利益效劳。他曾担任过拿破仑一世的教育部视学，帝国大学评议员和枢密院顾问等要职，还担任过波旁王朝的内务大臣，到 1831 年，被封为男爵。

政治上的地位也和他的学术观点上的反动密切地联系在一起。当他对现生的和化石的哺乳动物进行了大量的研究以后（例如他记述过 150 种现生的和化石的哺乳动物），已经发现不同地层中埋藏着不同的属种，时代愈早的地层中是低等的类型，而时代愈晚的地层中则是高等的类型。在这个基础上，本来完全可以得出生物进化论的解释，可是出于他的反动世界观和形而上学的学术观点，始终认识不到真理，而臆造出灾变论。否定进化观点，否定生物间过渡类型。在《地球表面的灾变论》中说：“过去的物种和现生的物种一样，是永恒不变的。”为了解释不同地层中出现不同物种的这个客观事实，他竟捡起《圣经》上的破烂——“洪水说”，于是他在同一本书上写道：“总之，现在地球上的生命都遭受过可怕的事件，无数生物变成了灾难的牺牲者，一些陆地上的生物被洪水淹没，另一些水生生物则随着海底的突然上升而暴

露到陆上，因此，这些群类就永世绝灭了⋯⋯。”有一次，学生问他：“既然过去的生命都由于大灾变而绝灭，那么现在世界上的生物又从何而来的呢？”他回答说：“我不是主张为了产生现在的类型，必须新的创造行为。我只是说，我现在所见到的类型，从前在那里是没有过的，它们是从其它地方跑来的。”从而他否定了生物新旧之间的联系。当有学生进一步问他，其它地方的生物又从何来？他甚至回答说：“是上帝在大灾变以后重新创造的，最后一次大灾变，距今约 5000 年了。”他的学生阿盖西茨和杜宾尼更加发展

了灾变论，甚至说地球上先后发生过 27 次大灾变，上帝也就进行过 27 次的重新创造生物，根本否定生物遗传的连续性。由此可见，居维叶及其学派的灾变论和神创论达到何等荒唐的地步！正如恩格斯一针见血地指出：“居维叶关于地球经历多次革命的理论在词句上是革命的，而在实质上是反动的。它以一系列重复的创造行动代替了单一的上帝的创造行动，使神迹成为自然界的根本的杠杆。”（《自然辩证法》）

由于出现了得到教会势力支持的灾变论，拉马克的进化论受到了很大的抑制。但进步的科学家仍旧为捍卫真理而斗争，因此生物学上的两条路线斗争，不可避免地展开了。

1830 年 8 月初的一天，德国著名的诗人、博学多识的思想家歌德（1749～

1832 年）在接待一位来访的朋友时，劈头就喊叫起来： “呀！火山爆发了！” “革命成功了？查理十世跑了吗？”他的朋友惊奇地追问。“不，我说的是巴黎科学院。”

“什么？” “圣提雷尔和居维叶展开了激烈的争论。”

原来，歌德是灾变论的强烈反对者，他认为地球上的一切过程（包括生物、地质等）之间都存在着有机的联系，任何事物，不可能突如其来。当他听到圣提雷尔在巴黎科学院提出向居维叶挑战的消息时，自然要兴奋得跳跃起来，正好碰到朋友来访，不妨将自己的快乐也分享给友人。

圣提雷尔（1772～1844 年）原来是居维叶年青时代的好友，同在皇家植物园工作，一起研究过动物学和比较解剖学，后来，成为比较解剖学的创始人。但他的学术观点和居维叶根本不同，并日益分歧，终于变成一对论敌。圣提雷尔从动物身上进行了比较解剖的多次观察和研究以后，认为动物

界只有一个统一的构造图案，脊椎动物可以作为这个图案的基本模式，各种动物只是有不同的变异。在他的著作中写道：“自然创造一切生物都是按照一个图案，这个图案在基本上到处都是一样的，但在式样上有无限的差异。” 由此出发，他把昆虫的角质壳当作脊椎，把昆虫的节足当作肋骨等等。这种牵强附会的“统一论”，显然是错误的。这也是他跟居维叶论战时没有取胜的致命弱点。其次，圣提雷尔虽然支持拉马克的进化论，也提出了生物是由低级向高级进化，由一种类型转变为另一种类型的见解，可是他只强调了外因对生物转变的作用，而忽略了内因。

圣提雷尔还提出了“器官均衡定律”——各个器官彼此都处于一定的均衡之中，如果一器官发生了变化，则其它器官也相应地改变。某一器官增大，另一器官就会缩小。如果说居维叶的器官相关定律从外界因素考虑的话，那么圣提雷尔的器官均衡定律正好多从内因方面考虑，作了居维叶学说的补充。

圣提雷尔在治学态度方面，认为“收集材料、著述和分类，还不是科学”， “我们的最高能力（比较能力、审查能力、判断能力）应在科学中起头等作用。在研究事实之后，必须得出科学的结论来，这个结论又成为进一步总结用的材料。”

而居维叶则坚持动物界有四种独立的构造图案，彼此之间没有任何联系和可作对比的构造。他坚信物种经过一次或多次创造成功以后就不会再有变化。他提出生物学家的责任只在于搜集材料，认识事实，进行分类、记述，只要不搞乱上帝所规定的格局，就不必再去追究其来源和解释其演化之类了。因为在居维叶看来，如果要对生物追究来源，解释演化，就等于触犯《圣经》，违反教条，是大逆不道的事。

他两人对同一事物所持的观点截然相反，所以当论战的序幕揭开以后，就形成短兵相接的局面，巴黎科学院大厅里气氛十分紧张。

这场论战的导火线是从讨论圣提雷尔的两位学生的论文展开的。他俩根据老师的观点，企图证明软体动物和脊椎动物的“结构图案是统一的”，由此而涉及到生物学的一般原则争论，诸如物种变异问题，动物体内各结构是否联系问题等等。而对这些问题的讨论，就必然带有政治色彩，因而成为一场进化论能否战胜神创论的大论战了。从 1830 年 2 月到 7 月的 5 个月内，论

战持续进行了足足 6 个星期。当时巴黎和欧洲各地来的人都聚集到科学院，不仅有科学家，而且连普通群众也都蜂拥而来，倾听双方的争论。国内和国外的进步舆论和学者热情地支持圣提雷尔，而反动的贵族和宗教势力则站在居维叶一边。但由于当时的反动政治压力和居维叶的“权威”声望，也由于圣提雷尔对动物本质问题的错误解释，比如他把有机界统一于脊椎动物而不是像现在那样统一于细胞（其实居维叶的 4 个图案也同样是错误的），如把乌贼和狗的内部构造硬拉在“统一的图案”中这类借助于假设的硬拉正好被居维叶列举的事实所驳倒，因此这场辩论以居维叶的暂时取胜而告终。

必须指出，圣提雷尔的“统一观点”的基本出发点是正确的，是维护生物进化论，主张生物物种变化的正确见解的。而居维叶的四个造物图案的见解是建筑在物种不变论基础上的，必然导致神创论。

圣提雷尔在这场大论战中虽然失败了，但广大进步人士还同情他。通过这场论战，进化论的思想在科学家中间渐渐地成熟起来，时过不久，居维叶的灾变论和物种不变论，即被赖尔的地质渐变论和达尔文的进化论彻底粉碎了。可以说圣提雷尔的见解给达尔文进化论的问世创造了条件。

人们在古生物学奠基阶段的 18 世纪后期到 19 世纪初期，对于化石的研究和认识方面，主要做了两件事：一是，迅速地累积了各种动、植物化石资料，开始有系统地进行分类描述，但只着重于形态的观察；二是，提出了生物在漫长的地质历程中有无变异的问题，生物的起源问题，并由此而展开了关于进化论和神创论的剧烈论战。

这两件事为以后进一步研究和认识化石的本质问题提供了基础，因此， 19 世纪研究化石的注意力就集中于解决前期留下的争论问题。

当时，英国正处于资本主义的大发展时期，阶级矛盾进一步激化，从 30 年代开始，伦敦的无产阶级已经建立起工会组织，统治阶级为了缓和国内矛盾，掠夺原料和扩大市场，除了在本国进一步扩展工业、农业生产以外，还要积极向外寻找殖民地。因此自然科学中的地质学、生物学、航海技术等发展尤其迅速，各项有关资料的搜集越来越丰富，对于化石的研究和认识，也

就越来越深刻而全面了。

地质学家赖尔（1797～1875 年），毕业于牛津大学，学习法律，可是学生时代的赖尔对于法律并无兴趣，除了应付课本以外，根本无心攻读它。而对地质学却有浓厚的兴趣，不论在学生时代，还是毕业以后，他都利用一切可能的机会学习地质知识，于 1830～1833 年期间，写成了他的名著《地质学原理》。

恩格斯曾经赞扬说：“只是赖尔才第一次把理性带进地质学中，因为他以地球的缓慢的变化这样一种渐进作用，代替了由于造物主的一时兴发所引起的突然革命。”（《自然辩证法》）在《地质学原理》中，赖尔认为地质历史上所有的地壳变化并不是什么特殊力量造成的，也没有特殊规模的现象。也就是说，地质上从来没有发生过任何突如其来的灾变。地壳的所有变化，都是我们日常所见到的，风、雨、河流、海洋、地震、火山等各种地质因素都在长期地、缓慢地作用着，由于这些作用，不断地改变着地表的面貌。他并且提出，要研究过去的地球面貌，就从今天我们所知道的情况出发，也就是运用现实主义的方法研究地质学。

对于化石的见解，赖尔在承认生物演变的前提下，综合了当时如欧文、赫胥黎、阿盖西茨等人的生物和古生物方面的著述，对各门类化石在地史上的经历给予明确的总结。

他指出：古老的植物群以隐花植物占优势。与现代植物直接有关的显花植物，开始于晚白垩世，第三纪的植物和现代基本一样。

无脊椎动物方面，腕足动物比软体动物低等，后者的繁荣时期晚于前者；头足动物中的四鳃目比二鳃目低等，后者从侏罗纪以后繁荣起来，而前者则是奥陶纪极盛的种类，并延续到石炭纪，以后就极稀少了。

脊椎动物方面，从低等到高等，完全可以按地质历程的先后次序排列起来，甚为明显。晚志留世以前尚无真正的鱼类，只有低等的“鱼”类（即无颌类）；到泥盆纪，鱼类开始繁盛起来；石炭纪时，多为硬鳞鱼类，而此种鱼类现代极少。白垩纪开始，大部分鱼类都是现代常见的真骨鱼类，而硬鳞鱼类衰落。低等的歪形尾鱼类出现时间早，而高等的正形尾鱼类出现的时间晚。

爬行动物，泥盆纪尚无可靠的化石，到石炭纪才开始出现。全盛时代在中生代。鸟类比爬行类高等，侏罗纪才开始出现，即始祖鸟。

哺乳动物，到中生代后期才开始出现，而这些低等的哺乳类和现生的有袋类相似。到新生代才是哺乳类的全盛时代。

最后，赖尔写道：“古生物学的研究，正确地导致我们达成一种结论，即无脊椎动物的肇生，早于脊椎动物，而脊椎动物中的鱼类、爬行类、鸟类和哺乳类出现的年代次序，是与按照它们构造的完善程度排列的动物分类表的上升次序相符合的。”此外，他还长篇地论述了化石与古代气候变化的关系。

像这样有系统地阐述生物进化的历程及其化石论据，有史以来的确还是第一次。所以赖尔的地质渐变论和生物的进化论见解为把地质古生物学的发展引导到正确的科学轨道上来，起了很重要的作用。