पुराजीवविज्ञान

पुराजीवविज्ञान : जीवाश्मांचे (जीवांच्या शिळारूप झालेल्या अवशेषांचे) अध्ययन करून पूर्वीच्या भूवैज्ञानिक काळातील जीवांविषयी माहिती मिळविणे, हे या विज्ञानाचे कार्य आहे. पूर्वीच्या निरनिराळ्या कालखंडांमध्ये राहणाऱ्या वनस्पतींचे व प्राण्यांचे आकार, त्यांचे वर्गीकरण, जीवनप्रणाली, विकास व स्थानांतरण, त्यांच्या तत्कालीन संभाव्य अधिवासाविषयी (नैसर्गिक वा स्वाभाविक परिसराविषयी) अंदाज इ. गोष्टींचा विचार पुराजीवविज्ञानात केला जातो.

प्रत्यक्षात पॅलिआँटॉलॉजी (पुराजीवविज्ञान) या इंग्रजी संज्ञेचा मूळ अर्थ गत भूवैज्ञानिक काळातील जीव म्हणजे प्राणी व वनस्पती यांचा अभ्यास करणारे विज्ञान असा आहे पण सामान्यपणे ही संज्ञा पुराप्राणिविज्ञान या अर्थाने वापरली जाते आणि वनस्पतींच्या जीवाश्मांचा अभ्यास करणाऱ्या विज्ञानाला पुरावनस्पतीविज्ञान म्हणतात. तथापि मराठी विश्वकोशामध्ये पुरावनस्पतीविज्ञान व पुराप्राणिविज्ञान या पुराजीवविज्ञानाच्या शाखा मानल्या असून तशा स्वतंत्र नोंदीही दिलेल्या आहेत.

इतिहास : आधुनिक भूवैज्ञानिक पद्धतींनी खडकांचे अध्ययन करण्यास सुरुवात झाली तेव्हाच पुराजीवविज्ञानाचा उगम झाला. याचा अर्थ पुराजीवविज्ञान हे एक आधुनिक म्हणजे इ. स. १८०० नंतर विकसित झालेले शास्त्र आहे. मात्र जीवाश्म मानवाला दीर्घकाळापासून माहीत आहेत. अगदी प्रथम जेव्हा मानवाचे लक्ष जीवाश्मांकडे गेले तेव्हा तो गंमत म्हणून, मंत्रतंत्रासाठी, औषधी उपयोगाकरिता व आकर्षक वस्तूंचा संग्रह करण्याच्या हेतूने जीवाश्म गोळा करू लागला. इतिहासपूर्व काळात आदिवासी लोक जीवाश्मांचा दागिन्यांसारखा उपयोग करीत असत. त्या काळातील थडग्यांमधून व देवळांच्या अवशेषांमध्ये जीवाश्म सापडले आहेत. आदिम मानवाला जीवाश्मांत काहीतरी गूढ व दैवी गुण असावेत, असे वाटत असावे. कारण काही लोक जीवाश्मांची पूजा करीत असत. तथापि जीवाश्म कसे तयार झालेत, याविषयी त्यांना कल्पना नव्हती. नीअँडरथल मानवाच्या ताईत-गंड्यांत जुरासिक कालीन (सु. १८·५ ते १५·५ कोटी वर्षांपूर्वीच्या काळातील) ब्रॅकिओपॉड जातीच्या प्राण्यांची कवचे आढळली आहेत. इंग्लंडमधील बेडफर्ड परगण्यातील डनस्टबल येथील एका नवाश्मयुगीन थडग्यामध्ये सभोवताली एकायनोडर्म प्राण्याचे जीवाश्म असलेला सांगाडा सापडला आहे. सेनेका इंडियन लोक दागिने व गूढ वस्तू म्हणून अपृष्ठवंशींचे (पाठीचा कणा नसणाऱ्या प्राण्यांचे) जीवाश्म जवळ बाळगीत असत तसेच ते जीवाश्मांच्या कपासारखा आणि थडग्यात ठेवण्यासाठीही वापर करीत असत. न्यू मेक्सिकोमध्ये राहणार्यास इंडीयन लोकांनी इओसीन (सु. ६·५ ते ५·५ कोटी वर्षांपूर्वीच्या) काळातील जीवाश्म हजार वर्षांपूर्वी गोळा केले होते, असा पुरावा मिळाला होता.

सागरी प्राण्यांची कवचे डोंगरावर आढळणे, हे प्राचीन काळी गूढ वाटणे साहजिकच होते. तसेच ‘जग सहा दिवसांत निर्माण झाले’ या श्रद्धेपोटी इ. स. ८०० ते १३०० या काळात (अंधार युगात) बहुतेक सर्वच शास्त्रीय विचारांना विरोध झाला त्याचप्रमाणे जीवाश्मांविषयीच्या शास्त्रीय विचारांनाही झाला. त्यामुळे मध्ययुगापर्यंत जीवाश्मांविषयीची स्पष्टीकरणे ही शास्त्रीय दृष्टिकोनाऐवजी धार्मिक दृष्टिकोनातून देण्यात येत असत. त्यामुळे तेव्हा जीवाश्मांविषयी आश्चर्यकारक व चमत्कारिक कल्पना होत्या व जीवाश्मांविषयीच्या अशास्त्रीय कथा, समजुती इ. प्रचलित होत्या. त्यांपैकी काही पुढे दिल्या आहेत. दैवी शापाने दगड झालेले व आपल्या पापाचे प्रायश्चित भोगित असलेले पापी आत्मे म्हणजे जीवाश्म होत. जीवाश्म हे राक्षस, सैतान, बॅसिलिस्क, ड्रॅगन इत्यादींचे अवशेष होत. काहींना जीवाश्म हा नियतीचा विनोद वाटे, तर लोकांना मूर्ख बनविण्यासाठी देवाने जीवाश्म तयार केले असे इतर काहींना वाटे. देवाची अपूर्ण कलाकृती वा चूक, पृथ्वीच्या अंतरंगातील दागिने किंवा सैतानाने केलेला एक उद्योग म्हणजे जीवाश्म होत. अशाही कल्पना पूर्वी होत्या. योहान्नेस बेरिंजर यांनी जीवाश्म म्हणजे मानवाच्या श्रद्धेची परीक्षा घेण्यासाठी देवाने (काहींच्या मते सैतानाने) पृथ्वीमध्ये ठेवून दिलेले पदार्थ होत, असे वर्णन केलेले आढळते. प्रलयात बुडालेल्या दुर्दैवी मानवांचे अवशेष म्हणजे जीवाश्म होत, असे मत असणाऱ्यांपैकी योहान याकोब शूत्झर (१६७२–१७३३) हे प्रमुख होते. स्वित्झर्लंडमधील अनझिंगन येथे सापडलेल्या सांगाड्यांचा भाग हा मानवी अवशेष असल्याचे त्यांचे मत होत मात्र प्रत्यक्षात हा सांगाडा मोठ्या सॅलॅमँडर प्राण्याचा असल्याचे नंतर १०० वर्षांनी झॉर्झ क्यूव्ह्ये (१७६९–१८३२) यांनी सिद्ध केले व शूत्झर यांच्या सन्मानार्थ त्या जीवाश्माला अँड्रिआस शूत्झरी असे नाव दिले. टॉमस डडली यांनी मॅस्टॅडॉन या प्राण्याच्या दाताचे नोआच्या प्रलयात मेलेल्या राक्षसाचा दात असे वर्णन केले होते. जीवाश्म हे विशिष्ट प्रकारचे खडक असून ते ठराविक खडकांचे वैशिष्ट्य आहे, असे एम्. लिस्टर (१६३८–१७१२) यांचे मत होते. जीवाश्म हे चंद्रग्रहणाच्या वेळी आकाशातून पडलेले दगड असून ते आजार बरा करण्यासाठी व प्रेमाच्या साफल्यासाठी उपयुक्त असल्याचे प्लिनी (इ.स. २३–७९) या रोमन शास्त्रज्ञांचे मत होते. ई. ल्यूइडी यांनी १०० पेक्षा अधिक जीवाश्मांचे वर्णन करून जीवाश्म ऊर्ध्वपातनाच्या कोणत्या तरी क्रियेने बनतात, असे प्रतिपादिले होते. के. एन्. लँग (१६७०–१७४१)यांचे सुंदर चित्रे असणारे जीवाश्मांचे पुस्तक १७०८ साली प्रसिद्ध झाले होते व धुळीसारख्या जंतूंमुळे जीवाश्म तयार होतात, असे त्यांचे मत होते.

ग्रीक व रोमन लोकांना जीवाश्म सापडले होते. जीवाश्मांवरून पृथ्वीच्या इतिहासाची माहिती मिळू शकेल याची थोडीशी कल्पना ग्रीकांना होती. मात्र त्यांनी जीवाश्मांचे शास्त्रीय अध्ययन न करता त्यांच्याविषयी केवळ तात्त्विक चर्चाच केली. जीवाश्म हे प्राण्यांचे अवशेष असून जमीन पाण्याखाली गेली असताना ते साचले असतील ही कल्पना त्यांना असावी. मात्र याला अपवादही आहेत. उदा., ॲरिस्टॉटल (इ.स.पू. ३८४ – ३२२) यांच्या मतानुसार पृथ्वीत असणाऱ्या आकार्य (प्लॅस्टिक) प्रेरणेमुळे जीवाश्म तयार झाले. थीओफ्रॅस्टस (इ.स.पू. ३७२ – २८७) व ॲव्हिसेना (९८०–१०३७) यांचेही असेच मत होते. ही प्रेरणा शिल्पकाराप्रमाणे खडकावर कार्य करते व जीवाश्म बनतात असे ॲव्हिसेना यांना वाटे तर अल्बर्ट्‌स मॅग्नस (आल्बेर्ट द ग्रेट, ११९३–१२८०) यांनी या प्रेरणेला ‘फॉर्मेटिव्ह प्रेरणा’ संबोधिले होते. ही मते मध्ययुगापर्यंत प्रचलित होती.

मध्ययुगाच्या अखेरीस जीवाश्मांचे पद्धतशीर अध्ययन सुरू झाले. तथापि तत्पूर्वीही काहींनी शास्त्रीय दृष्ट्या जीवाश्मांचा अभ्यास केलेला आढळतो. जीवाश्मरूप कवचे ही तेव्हाच्या प्राण्यांच्या कवचांसारखी असल्याचे ॲरिस्टॉटल यांनी सांगितले होते. एके काळी जमीन पाण्याखाली होती तेव्हा जीवाश्म तेथे साचले, असे पायथॅगोरस (इ.स.पू. ६००)यांनी प्रतिपादिल्याचे मानतात. कोलोफोनचे झीनॉफनीझ (इ.स.पू. ५७६-४८०) यांनी ग्रीसमधील डोंगरावर मॉलस्क (मृदुकाय) प्राण्यांचे जीवाश्म व पेरॉसजवळील खडकांवर लॉरेल वृक्षाच्या पानांचे ठसे पाहिले होते व जेथे जीवाश्म आढळले तेथे कधीतरी समुद्र होता, असे त्यांचे मत होते. शिवाय जीवाश्म हे तेव्हाच्या सजीवांचे प्रतिनिधी आहेत, हे त्यांनी व इतरांनी ओळखले होते. सार्डिसचे झँथस (इ. स. पू. ५००) यांना समुद्रापासून दूर असलेल्या आर्मेनिया येथे सागरी प्राण्यांची कवचे आढळली होती व त्यावरून कधीकाळी तेथे समुद्र असावा, असे त्यांचे मत झाले होते. ईजिप्तमधील डोंगरांवर आढळलेल्या सागरी जीवांच्या कवचांवरून हीरॉडोटस (इ.स.पू. पाचवे शतक) व एराटॉस्थीनीझ (इ.स.पू. २७६ – १९४) यांचेही असेच मत बनले होते. थीओफ्रॅस्टस यांनी तर जीवाश्मांवर एक विवेचक ग्रंथ लिहिला होता पण तो नंतर हरवला.

जिरॉलामो फ्राकास्तॉरो (१४७८–१५३३) यांना वरील आकार्य प्रेरणा मान्य नव्हती. काही जीवाश्म हे गोड्या पाण्यात राहणाऱ्या जीवांचे असल्याचेही त्यांनी दाखवून दिले होते. जॉर्जिअस ॲग्रिकोला (१४९४–१५५५) यांनी खनिज व जीव यांकरिता ‘फॉसिलिया’ ही संज्ञा वापरली व ती पुढे २०० वर्षे रूढ होती. त्यांच्या मते टणक खडकांमधील जीवाश्म खनिजांप्रमाणे तर अमोनाइट, बेलेग्नाइट, शार्कचे दात इ. जीवाश्म चुनखडकांप्रमाणे साचून टणक झाले शिवाय पाने, खोड व माशांची हाडे यांचे जीवाश्म हे जैव उत्पत्तीचे होते. काही जीवाश्म शिळारूप झालेले जीव असून काही मात्र खनिजाप्रमाणे बनले असावेत, असे के. गेस्नर (१५१६–६५) यांचे मत होते. त्यांनी यासंबंधी लिहिलेल्या पुस्तकात जीवाश्मांची चित्रेही होती.

एका कालव्याचे खोदकाम चालू असताना १५०० साली लिओनार्दो दा व्हींची (१४५२–१५१९) यांना एक जीवाश्म आढळला तो एकेकाळी जिवंत असलेल्या प्राण्याच्या कवचाचा अवशिष्ट राहिलेला भाग असावा, असे त्यांनी सांगितेले होते व अशा प्रकारे जीवाश्मांच्या खऱ्या उत्पत्तीचा निर्देश केला होता. ताऱ्यांचा प्रभाव, आकार्य प्रेरणा वा प्रलय ही जीवाश्मांच्या उत्पत्तीची कारणे त्यांना मान्य नव्हती. उलट महासागराच्या स्थानात बदल झाल्याने म्हणजे महासागराच्या जमिनीवरील आक्रमणाने जीवाश्म डोंगरावर आढळू शकतात, असे त्यांनी प्रतिपादिले होते. जीवाश्मरूपी कवचे प्राण्यांचीच असून ती जेथे आढळतात तेथेच साचलेली असतात, असे बी. पालीसी (१५१०–९०) यांचे मत होते. शिवाय काही जीवाश्म निर्वंश झालेल्या प्राण्यांचे अवशेष आहेत, असेही त्यांनी दाखविले होते.

निकोलेअस स्टीनो (१६३८–८६) यांनीही जीवाश्मांचे अध्ययन केले होते. त्यांनी गाळाच्या खडकांतील थरांच्या अध्यारोपणाकडे (एकमेकांवर असण्याच्या मांडणीकडे) जीवाश्मांच्या साहाय्याने लक्ष वेधले होते. (१६६९). प्लाइस्टोसीन कालीन (सु. ६ लाख ते ११ हजार वर्षांपूर्वीच्या काळातील) मॅमथच्या १६९६ साली सापडलेल्या सांगाड्याची तुलना एर्न्स्ट टेंट्‌झेल यांनी भारतीय हत्तीच्या सांगाड्याशी केली होती. आबे गिराद द सॉल्व्ही यांनी वेगवेगळा काळ व भिन्न प्रकारचे जलवायुमान (दीर्घकालीन सरासरी हवामान) यांच्यामुळे जीवाश्मांमध्ये विविधता आली, असे अनुमान व्यक्त केले होते पण त्यांच्या या अनुमानाकडे दुर्लक्ष झाले. अठराव्या शतकात जीवाश्मांची चित्रे असलेली पुष्कळ पुस्तके प्रसिद्ध झाली. याच काळात जीवाश्मांच्या संरचना समजून घेण्याचे व जीवाश्मांची जिवंत जीवांशी तुलना करण्याचेही काही प्रयत्न झाले. मेगॅथेरियम या प्राण्याचा सांगाडा तर तेव्हाच्या कल्पनेनुसार त्याच्या नैसर्गिक स्थितीत संग्रहालयात मांडून ठेवला होता. कार्ल लिनीअस (१७०७–७८) यांनी प्राणी व वनस्पती यांच्या अनेक जीवाश्मांची वर्णने लिहून ठेवली आहेत.

एकोणिसाव्या शतकाच्या आरंभी पृष्ठवंशी प्राण्यांचे विपुल जीवाश्म मिळाले व त्यांच्याकडे अधिकाधिक शास्त्रज्ञांचे लक्ष जाऊ लागले. विल्यम स्मिथ (१७६९–१८३९) व क्यूव्ह्ये यांनी केलेल्या जीवाश्मांसंबंधीच्या संशोधनामुळेच मुख्यत्वे पुराजीवविज्ञानांची प्रगती झाली. तथापि या दोघांच्या कार्यातून या विज्ञानाच्या अध्ययनाच्या दोन वेगळ्या प्रणाली विकसित झाल्या. जोव्हान्नी आर्दुइनो (१७१३–९५) यांनी गाळाच्या खडकांमध्ये क्रमवार रचना असते, हे शोधून काढले होते. शिवाय सॉल्व्ही यांनी गाळाच्या खडकांची विविध थरांमध्ये विभागणी केली होती. मात्र स्मिथ हेच ⇨स्तरविज्ञानाचे जनक मानले जातात. एका कालव्याच्या खोदकामावर देखरेख करीत असताना बाथजवळील जुरासिक खडकांच्या प्रत्येक ठळक थरातील जीवाश्म वैशिष्ट्यपूर्ण असल्याचे म्हणजे ठराविक जीवाश्म ठराविक थरात आढळत असल्याचे स्मिथ यांच्या लक्षात आले (१७९६). या आधारावरून खडकांच्या थरांची संगतवार मांडणी करणे दूरवरच्या खडकांच्या थरांचे सहसंबंध (परस्परसंबंध) ठरविणे किंवा एखाद्या थराचा इतरत्र मागोवा घेणे शक्य आहे, असेही त्यांनी सुचविले होते. केवळ जीवाश्म पाहून ते खडकांचे सहसंबंध ठरवू शकत असत. त्यांची ही निरीक्षणे हाच स्तरविज्ञानाचा पाया असून नियमित क्रमाने आढळणारे थर व त्यांतील जीवाश्म यांच्यातील परस्परसंबंध त्यांनी प्रस्थापित केले व १७९९ साली त्यांनी पहिले स्तरवैज्ञानिक कोष्टक तयार केले. यामुळे ते स्तर विज्ञानाचे संस्थापक तर मानले जातातच शिवाय थरांविषयीच्या संशोधनामुळे त्यांना विल्यम ‘स्ट्राटा’ (थर) स्मिथ असेच संबोधण्यात येऊ लागले. जीवाश्मांवरून निरनिराळे थर ओळखणे व जमिनीच्या आत असलेल्या थराचे स्थान व गुणधर्म सांगणे शक्य आहे, असेही त्यांनी दाखवून दिले. त्यांच्या या कार्यामुळे स्तरित खडकांचा पद्धतशीर अभ्यास करण्याचा, जीवाश्मांवरून खडकांच्या थरांचे सहसंबंध ठरविण्याचा व थरांची सापेक्ष वय निश्चित करण्याचा मार्ग मोकळा झाला. परिणामी, जगामधील गाळांच्या खडकांचे सहसंबंध निश्चित करणे आणि जगातील विविध भागांत होणार्याा शास्त्रीय अभ्यास मोहिमांच्या निरीक्षणांचा एकत्रित अभ्यास करणे शक्य झाले.

झॉर्झ क्यूव्ह्ये यांनी आधुनिक प्राण्याच्या अभ्यासाची पद्धती पृष्ठवंशींच्या जीवाश्मांच्याही अध्ययनासाठी वापरली होती. १८१२ साली त्यांनी लिहिलेल्या पुस्तकामध्ये सस्तन व सरीसृप प्राण्यांमधील दातांचा व हाडांचा बिनचूक व तपशीलवार हिशेब दिलेला आहे. जीवाश्मांचे पुष्कळ नमुने व सजीव यांच्या शारीराची तुलना करून अनेक प्राण्यांचे जुळविलेले सांगाडे तयार करण्याचा आणि अशा प्राण्यांचे प्राणिसृष्टीतील योग्य स्थान ठरविण्याचाही प्रयत्न त्यांनी केला होता. तसेच प्रागैतिहासिक काळातील जीवाश्मरूप सांगाड्यांचा अभ्यास करून त्या प्राण्याच्या (तो जिवंत असतानाच्या) सवयींविषयी काही अनुमान करण्याचा प्रयत्नही त्यांनी केला होता. त्यांचे जीवाश्मांसंबंधीचे संशोधन अतिशय महत्त्वाचे ठरले कारण काही प्राणी पृथ्वीवरून नष्ट होऊन गेल्याचे (निर्वंश झाल्याचे) त्यांच्या कार्यावरून दिसून आले. शिवाय जेथे जीवाश्म आढळले तेथेच ते प्राणी रहात होते, असेही त्यांनी दाखविले. यामुळे ते पुराजीवविज्ञान व तुलनात्मक शारीर या विज्ञानशाखांचे संस्थापक मानले जातात. त्यांच्याकडे जगातील सर्व भागांतून जीवाश्म ओळखण्यासाठी येत असत. निरनिराळ्या काळांतील थरांमध्ये विशिष्ट प्रकारचे जीवाश्म असतात, असे त्यांचे मत होते परंतु क्रमविकास (उत्क्रांती) ही कल्पना त्यांना मान्य नव्हती.

अशा प्रकारे अठराव्या शतकात जीवाश्म हे प्राण्यांचे अवशेष असतात. हे प्रस्थापित झाले आणि त्यांचा कालनिर्णयासाठी वापर होऊ लागला. या शतकातील एम्. व्ही. लमनॉसॉव्ह यांचे पुराजीवविज्ञानाचे कार्य महत्त्वाचे आहे. जीवाश्म हा नियतीचा विनोद आहे अथवा प्रलयामुळे जीवाश्म बनलेत या मतांवर त्यांनी टीका केली व जीवाश्मांद्वारे खडकांचे थर ओळखता येतात, हे त्यांनी दाखवून दिले. प्राण्यांची जीवाश्मरूप कवचे जगभर आढळत असल्याचे त्यांनी निदर्शनास आणून दिले. जी. एल्. लक्लेर द ब्यूफाँ (१७०७–८८)यांनीही प्रलयाने जीवाश्म निर्माण झालेत, या कल्पनेवर टीका केली व काही जीवाश्म निर्वंश प्राण्यांचे असल्याचे दाखवून दिले. यांच्या शिवाय सॉल्व्ही, जी . फुश्चेल (१७२२–७३), पी. एस्. पालाश (१७४१–१८११), झां ग्यूटार्क, ॲलेक्झांडर, ब्रॉन्यार इ. शास्त्रज्ञांनीही संशोधनाद्वारे पुराजीवविज्ञानाच्या प्रगतीस हातभार लावला.

जे. बी. द लामार्क (१७४४–१८२९)यांनी १८०२–०६ या काळात जीवाश्मांसंबंधीचे पुष्कळ तपशीलवार लेखन केले व काही जीवाश्म निर्वंश प्राण्यांचे असल्याचेही त्यांनी दाखविले. त्यांनी अपृष्ठवंशी प्राण्यांच्या जीवाश्मांसंबंधी महत्त्वपूर्ण संशोधन केले असल्याने ते अपृष्ठवंशी पुराजीवविज्ञानाचे संस्थापक मानले जातात. क्रमविकासाची कल्पना त्यांनीच प्रथम मांडली असून ती त्यांना जीवाश्मांच्या अभ्यासातूनच सुचली असावी.

रिचर्ड ओएन (१८०४-९२) यांनी प्राण्यांच्या दातांच्या जीवाश्मांसंबंधी महत्त्वाचे संशोधन केले व जीवाश्मांद्वारे अनेक प्राण्यांच्या सांगाड्यांची जुळवणी करण्याचा प्रयत्न केला. शिवाय तुलनात्मक अस्थिविज्ञानामधील अभ्यासाचा वापर त्यांनी गतकालीन प्राण्यांच्या वर्गीकरणासाठी व सांगाड्यांची (उदा., डिप्रोडोंट, मोआ) जुळवणी करण्यासाठी केला.

एकोणिसाव्या शतकात जीवाश्मांचा स्तरविज्ञानातील व कालनिश्चितीसाठी होणारा वापर वाढतच गेला. चार्ल्‌स लायेल व पॉल डेशायेस यांनी जीवाश्मांच्या आधारे तृतीय कल्पाचे (सु. ६·५ ते१·२ कोटी वर्षांपूर्वीच्या काळांचे) विभाग पाडले. चार्ल्स डार्विन (१८०९ – ८२) यांचे ओरिजिन ऑफ स्पीशीज  हे महत्त्वाचे पुस्तक प्रसिद्ध झाल्यावर क्रमविकासाचे पुरावे म्हणून जीवाश्म महत्त्वाचे ठरू लागले व त्यावरून स्तरवैज्ञानिक विभागही पाडण्यात येऊ लागले. १८६० नंतर पुराजीवविज्ञानाचा जो विकास झाला त्यावर डार्विन यांच्या विचारसरणीचा पूर्ण प्रभाव पडला आहे. एल्. डालो (१८५७–१९३१) यांनी पुरापरिस्थितिविज्ञानाचा अभ्यास केला, तर ए.पी. कारपिंस्की (१८४७–१९३६)यांनी सेफॅलोपॉड प्राण्यांच्या जीवाश्मांचे सखोल अध्ययन केले. ई.डी. कोप (१८४०–९७), ओ. सी. मार्श (१८३१–९९) व ए. गोद्री (१८२७–१९०८)यांनी पृष्ठवंशी प्राण्यांच्या जीवाश्मांविषयी विशेष कार्य केले आहे. पहिल्या महायुद्धानंतर सूक्ष्मपुराजीवविज्ञानाच्या अध्ययनात जलदपणे प्रगती झाली. अठराव्या शतकानंतर विविध देशांमध्ये पुराजीवविज्ञानाशी संबंधित अशी पुस्तके अधिकाधिक प्रमाणात प्रकाशित होत गेली. परिणामी आज पुराजीवविज्ञानाचा व्याप पुष्कळ वाढला असून त्यातील अध्ययन पद्धती प्रगत झाल्या आहेत.

जीवाश्म व स्तरविज्ञान : जीवाश्म सामान्यपणे गाळाच्या खडकांमध्ये आढळतात. जीव मेल्यानंतर त्याच्या मृत शरीरावर गाळ साचला, तर त्यामुळे शरीर कुजून नष्ट न होता त्याचे रक्षण केले जाते. नंतरच्या काळात या जीवांचे सांगाड्यासारखे कठीण भाग (उदा., मासे व इतर पृष्ठवंशी प्राण्यांची हाडे व दात, मृदुकाय म्हणजे मॉलस्क प्राण्यांसारख्या प्राण्यांची बाहेरची कठीण कवचे), या कठीण भागांचे सभोवतालच्या गाळावर उमटलेले ठसे वनस्पतीचे विविध भाग तसेच साली, पाने, फुले इत्यादींचे सभोवतालच्या चिखलामध्ये व मृत्तिकापृष्ठावर उमटलेले ठसे इ. गोष्टींचे अश्मीभवन (शिळारूप होण्याची क्रिया) होऊन जीवाश्म तयार होतात. भूपृष्ठाखालील वाहत्या पाण्यात मुख्यत्वे सिलिका व कॅल्शियम कार्बोनेट ही द्रव्य विरघळलेली असतात. जसजसा काळ लोटतो तसतशी जीवांच्या विविध भागांमधील मूळच्या द्रव्याची पाण्यातील या विरघळलेल्या द्रव्यांनी प्रतिष्ठापना होत जाते, म्हणजे मूळच्या द्रव्याच्या जागी सिलिका वा कॅल्शियम कार्बोनेट येते व जीवाचा भाग शिळारूप होत जातो. वनस्पतींच्या व काही बाबतींत प्राण्यांमधील (उदा., ग्रॅप्टोलाइट) संरचना जीवाश्मांतही टिकून राहिलेल्या असतात. सिलिका व कॅल्शियम कार्बोनेट यांच्या शिवाय लोह ऑक्साइडासारख्या इतर काही द्रव्यांमुळेही जीवावशेषांचे जीवाश्मांत परिवर्तन होते मात्र ही द्रव्ये वरील द्रव्यांहून कमी प्रमाणात आढळतात.

अशा तऱ्हेने जीवांचे अवशेष टिकून राहण्याला सागरामधील परिस्थिती ही जमिनीवरील अथवा सरोवरे व नद्यांची खोरी येथील परिस्थितीपेक्षाही अधिक अनुकूल असते. म्हणून सागरी जीवाश्म सर्वाधिक विपुल असतात व सागरातील जीवाश्म हे जमिनीवर, सरोवरात किंवा नदीत तयार झालेल्या जीवाश्मांपेक्षा अधिक चांगल्या प्रकारे टिकून राहिलेले आढळतात.

पावलांचे ठसे, कृमींच्या वाटचालीच्या खुणा, बिळे, विष्ठा इत्यादींचाही जीवाश्मांत व पर्यायाने पुराजीवविज्ञानाच्या अध्ययनात समावेश केला जातो. मेल्यावर जीवांचे मऊ भाग बहुधा कूजून नाश पावत असले, तरी सांगाडा व कवचे यांसारख्या कठीण पदार्थांशिवाय बाल्टिक प्रदेश, आसाम इ. ठिकाणी अंबर नावाच्या राळेमध्ये काही कीटक जसेच्या तसे टिकून राहिलेले आढळले आहेत. गेल्या हिमकाळात राहत असलेली व नंतर निर्वंश झालेली हत्तींची एक जाती म्हणजे अंगावर लोकर असलेले मॅमथ होत. अशा मॅमथांची जवळजवळ पूर्ण शरीरे (त्वचा व मांसासहित) गोठलेल्या स्थितीत रशियातील टंड्रामध्ये व सायबीरियात टिकून राहिलेली आढळली आहेत.

जीवाश्मांमध्ये टिकून राहिलेल्या व हल्लीच्या जिवंत प्राण्यांमधील आकारवैज्ञानिक वैशिष्ट्यांचा तुलनात्मक अभ्यास केल्यास ज्या जीवांचे हे जीवाश्म आहेत त्यांच्या रचना समजून घेण्यास मदत होते आणि अशा तऱ्हेने हल्लीच्या प्राण्यांच्या अध्ययनासाठी आपण जी वर्गीकरणाची पद्धती वापरतो, तिच्यामधील या जीवांचे योग्य स्थान ठरविणे शक्य होते.

सर्वसामान्य परिस्थितीमध्ये गाळाच्या खडकांच्या राशीतील प्रत्येक थर हा त्याच्या वर असलेल्या थरापेक्षा अधिक जुना व त्याच्या खाली असलेल्या थरापेक्षा अधिक नवा असतो. म्हणून अशा राशीतील थर हे ज्या कालानुक्रमे साचलेले असतात, ते त्याच कालानुक्रमानुसार राहिलेले आढळतात. त्याचप्रमाणे अशा मालिकेतील थरांमध्ये थर साचताना या काळात तेथे असलेल्या जीवांच्या लागोपाठच्या पिढ्यांचे जीवाश्म असतात. गाळाच्या खडकांमधील हा नैसर्गिक क्रम व त्यांच्यातील जीवाश्मांनुसार त्यांचे परस्परसंबंध सुचविणारे हे तत्त्व स्मिथ यांनी १८२० च्या सुमारास विकसित केले होते.

गाळाच्या खडकांची साचलेली राशी कोठेच अखंड किंवा संपूर्ण आढळत नाही . ही राशी एखाद्या द्रोणीत अन्य द्रोणीच्या मानाने कमी अथवा जास्त प्रमाणात साचलेली आढळते. यामुळे कोणत्याही प्रदेशांतील जीवाश्मविषयक नोंदी परिपूर्ण नसतात. तथापि इ. स. १८०० नंतर विविध प्रदेशांतून गोळा केलेल्या सुट्या सुट्या माहितीचे एकत्रीकरण केल्यावर पुढील माहिती उघड झाली. ती माहिती म्हणजे जीवांचे गट पृथ्वीवर एकापाठोपाठ दुसरे असे कशा प्रकारे अवतरले, त्यांची वृद्धी कशी झाली, ते प्रमुख कसे झाले, त्यांची कमाल भरभराट कशी झाली, त्यांच्या ऱ्हासास कशी सुरुवात झाली व ते कसे निर्वंश झाले, ही होय. प्रत्येक जीवगट पृथ्वीवरील आपल्या वास्तव्यात बदलांच्या व परिवर्तनांच्या मालिकेतून कसा गेला, हेही अशा प्रकारच्या अध्ययनाने स्पष्ट झाले. यामुळे पृथ्वीवर जीव अवतरल्यापासूनचा त्याचा इतिहास संकलित करणे शक्य झाले. किरणोत्सर्गमापनाद्वारे (काही पदार्थांतून बाहेर पडणाऱ्या भेदक कणांच्या वा किरणांच्या मापनाद्वारे) मिळालेल्या माहितीच्या आधारे खातरजमा केली असता जीवाचा इतिहास जवळजवळ ६० कोटी वर्षांपूर्वीपर्यंत गेलेला आढळतो, कारण पृथ्वीवर जीवाचे अस्तित्व गेली अंदाजे ६० कोटी वर्षे आहे याविषयी निश्चित पुरावे वा नोंदी आढळल्या आहेत. त्या आधीच्या सु. १०० कोटी (वा १ अब्ज) वर्षांच्या काळात पृथ्वीवर जीव असल्याचा पुरावा आहे परंतु आपण जसजसे पूर्व काळात जातो तसतसे त्या काळातील खडकांत टिकून राहिलेल्या जीवांच्या स्वरूपाविषयी अधिकाधिक अनिश्चितता असल्याचे आढळून आले आहे. शेवटी आपण अशा काळापर्यंत पोचतो की, ज्यामध्ये जीवाविषयीची काहीच नोंद सापडत नाही. त्यावरून इतक्या पुरातन काळात कदाचित पृथ्वीवर जीव अवतरलाच नसावा.

जीवाश्मांच्या नोंदींच्या आधारावर पृथ्वीच्या भूवैज्ञानिक इतिहासाच्या चांगल्या नोंदल्या गेलेल्या भागाचे जीवांच्या एकूण क्रमविकासाच्या अवस्थांनुसार पुढील चार भाग पाडता येणे शक्य आहे : (१) काही अगदी थोडे अपवाद सोडता सध्याच्या जीवांशी प्रत्यक्ष काहीच पौर्वज वा पैतृक संबंध नसलेले जीव ज्यात होते असा पुराजीव (प्राथमिक) महाकल्प (२) सर्वसामान्यपणे क्रमविकासाचा मधला टप्पा दर्शविणारे व ज्यांच्याशी आताच्या जीवांचे पौर्वज संबंध असल्याचे दिसून येते असे जीव ज्यात होते तो मध्यजीव (द्वितीयक) महाकल्प (३) आताच्या जीवांच्या अगदी जवळचे आणि ज्यांच्यांत हल्लीच्या जीवांची पुष्कळ पौर्वज वैशिष्ट्ये आहेत असे जीव होते तो नवजीव (तृतीय) महाकल्प आणि (४) काही जीव निर्वंश झाले असले, तरी ज्यातील पुष्कळ जीव अजूनपर्यंत अस्तित्वात आहेत असा व आताच्या बहुतेक जीवांचे प्रत्यक्ष पूर्वज ज्यात होते असा चतुर्थ महाकल्प.

या विभागांची आणखीही विभागणी करतात व या उपविभागांचा (कल्पांचा) उपयोग जगातील निरनिराळ्या प्रदेशांतील खडकांच्या थरांचे सहसंबंध निश्चित करण्यासाठी होतो. वरील महाकल्पांप्रमाणेच या कल्पांनाही त्यांच्या काळातील वैशिष्ट्यपूर्ण घटनेवरून व त्या कल्पातील खडकांचे अध्ययन जेथे प्रथम झाले किंवा जेथे त्या कल्पातील खडक वैशिष्ट्यपूर्णपणे विकसित झालेले आढळले त्या ठिकाणावरून नावे देण्यात आली आहेत. उदा., कँब्रियन हे नाव वेल्स परगण्याच्या जुन्या कँब्रिया नावावरून देण्यात आले कारण त्या भागात त्या काळातील खडकांचे प्रथम अध्ययन करण्यात आले व त्या कल्पातील तेथील खडक वैशिष्ट्यपूर्ण रीतीने विकसित झालेले आहेत. तसेच डेव्होनियन हे डेव्हनशरवरून, पर्मियन हे रशियातील पर्म जिल्ह्यावरून, तर कार्‌बॉनिफेरस हे नाव या कल्पातील निक्षेपांचे दगडी कोळसा हे वैशिष्ट्य असल्याने त्यावरून आले आहे. विस्तृत प्रमाणावर चुनखडक आढळत असल्याने क्रिटेशस कल्प व मध्य यूरोपात प्रथम अध्ययन झाले तेव्हा तीन विभाग पाडले होते म्हणून ट्रायस (ट्रायासिक) कल्प हे नाव पडले आहे.

पुराजीव महाकल्पाच्या आधीच्या काळविभाग विस्तृत असून त्यामध्ये मागे जावे तसे जीवांश्माच्या नोंदी अधिकाधिक अस्पष्ट होत जाऊन शेवटी जीवाश्महीन थरापर्यंत हा काळविभाग जातो, या काळविभागाला कँब्रियन-पूर्व किंवा ⇨आर्कियन  म्हणतात. त्याचे (१) सुपुराकल्प : ज्यात जीवाश्मांच्या नोंदींची अनिश्चितता वाढत जाते आणि (२) अजीव : जीवाश्महीन असे दोन उपविभाग केले जातात.

अशा तऱ्हेने जीवाश्मांमुळे पृथ्वीवरील जीवाच्या अस्तित्वाविषयीचा अविवाद्य पुरावा मिळतो पुरजीवविज्ञानाद्वारे जीवांचा प्रदीर्घ इतिहास आपल्याला समजतो आणि त्याच्या साहाय्याने जीवाने आपल्या विकासात आक्रमिलेला मार्ग शोधता येतो.

पुराजीवविज्ञानाद्वारे मिळालेली व मिळवावयाची माहिती प्रचंड आहे. शिवाय जिचे अध्ययन करायचे ती पदार्थ-साम्रगीही इतकी विविध प्रकारची आहे की, निरनिराळ्या प्रकारांसाठी अध्ययनाच्या निरनिराळ्या पद्धती व विविध तंत्रे वापरावी लागतात. म्हणून सोयीसाठी या विज्ञानाचे अनेक विभाग केले जातात. सामान्यापणे प्रचारात असलेले विभाग पुढीलप्रमाणे आहेत :

पुरावनस्पतिविज्ञान :पूर्वीच्या काळातील वनस्पतीसंबंधीचे विज्ञान. जलवायुमानाच्या बाबतीत वनस्पती अतिशय संवेदनशील असतात. त्यामुळे त्यांच्या जीवाश्मांवरून गतकालीन जलवायुमानाविषयी माहिती मिळू शकते व जलवायुमानाच्या फेरफारांचे पुरावे मिळतात [→ पुराजलवायूविज्ञान]. वनस्पतींवर प्राण्यांचा उदरनिर्वाह होतो. वनस्पतींचा विकास होऊन जे प्रगतिकारक बदल होत गेले त्यांस अनुसरून त्यांच्यावर उपजीविका करणाऱ्या प्राण्यांतही अनुरूप असे फेरफार घडून आले, असे दिसून येते. पुष्कळसे वनस्पति-जीवाश्म दगडी कोळशाच्या क्षेत्रांतील असतात व दगडी कोळशाच्या निर्मितीच्या प्रक्रियाविषंयी बरीच उपयुक्त माहिती त्यांच्यापासून मिळते. दगडी कोळशाचे साठे शोधून काढण्यासाठीही त्यांचा उपयोग होतो. [→ पुरावनस्पतीविज्ञान].

पुराप्राणिविज्ञान : पूर्वीच्या भूवैज्ञानिक काळांतील प्राण्यांविषयीचे विज्ञान. याचे पुढील दोन भाग केले जातात : (१) पुराअपृष्ठवंशी विज्ञान : हा सर्वांत जुना व सुप्रतिष्ठित असा भाग आहे. निसर्गात सापडणाऱ्या जीवाश्मांपैकी पुष्कळसे जीवाश्म अपृष्ठवंशींचे असतात, त्यामुळे त्यांच्याविषयीची उपलब्ध झालेली माहितीही विपुल आहे. (२) पुरापृष्ठवंशीविज्ञान : पृष्ठवंशी हे एकूण प्राण्यांपैकी अतिशय विकसित होत. अपृष्ठवंशींच्या मानाने पृष्ठवंशींचे जीवाश्म पुष्कळच कमी प्रमाणात आढळतात व ते मुख्यत्वे सापेक्षतः अलीकडील काळातील व सामान्यतः जमिनीवर साचलेल्या गाळाच्या खडकांत आढळतात. पृष्ठवंशी जीवाश्मांपासून क्रमविकास सिद्धांताला स्पष्ट पुष्टी देणारे पुरावे व बदलत्या परिस्थितीस अनुसरून प्राण्यांच्या शरीरात कोणकोणते बदल घडून येतात व त्यांचे ⇨ अनुकूलन कसे घडून येते यांविषयी बरीच माहिती मिळालेली आहे. उच्च पृष्ठवंशी प्राण्यांचे दात वैशिष्ट्यपूर्ण असतात व केवळ एखाद्या दातावरूनही मूळ प्राण्याची जात ओळखता येणे शक्य असते. जमिनीवर साचलेल्या गाळाच्या खडकांत इतर प्रकारचे जीवाश्म नसले, तरी त्यांचे वय व सहसंबंध ठरविण्यासाठी अशा जीवाश्मी दातांचा उपयोग होतो. [→ पुराप्राणिविज्ञान].

सूक्ष्मपुराजीवविज्ञान : १९३० च्या सुमारापासून पुराजीवविज्ञानाच्या तंत्रात विशेषतः सूक्ष्मदर्शकाच्या (आता इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शकाच्याही) वापराने जलद प्रगती झाली आहे. त्यामुळे फोरॅमिनीफेरा व ऑस्ट्रॅकॉडासारखे (कवचधारी वर्गातील एका वंशाच्या व उपवर्गाच्या जीवांसारखे) सूक्ष्म व सूक्ष्मदर्शकीय जीव, तसेच वनस्पतींची बीजुके (सूक्ष्म प्रजोत्पादन घटक) व परागकण जीवाश्मांना विशेषकरून खनिज तेलाच्या समन्वेषणाच्या संदर्भात अतिशय महत्त्व प्राप्त झाले आहे. पुराजीवविज्ञानाच्या या खास शाखेला सूक्ष्मपुराजीवविज्ञान म्हणतात. सूक्ष्मदर्शकाच्या साहाय्याशिवाय ज्यांचे अध्ययन करता येत नाही, अशा सर्व जीवाश्मांविषयीचे अध्ययन या शाखेत केले जाते. कधीकधी या शाखेमध्येच वनस्पतींची बीजुके व परागकण यांचे अध्ययन करणारी एक स्वतंत्र उपशाखा मानली जाते, तिला परागविज्ञान म्हणतात. डायाटम, फोरॅमिनीफेरा यांसारख्या जीवांची शरीरे सूक्ष्म असतात. इतर कित्येक जीवांच्या शरीरांचे काही घटक सूक्ष्म असतात. उदा., वनस्पतींची बीजे, परागकण, स्पंजांच्या सांगाड्याच्या कंटिका (बारीक काट्यासारखा काड्या). शिवाय मोठ्या जीवांची शरीरे छिन्नविच्छिन्न होऊन त्यांची हाडे, कवचे इत्यादींपासून काही सूक्ष्म तुकडे होणे शक्य असते. अशा सर्वांचे जीवाश्म आढळतात. खनिज तेल असणाऱ्या किंवा त्याच्या सभोवतीने असणाऱ्या खडकांत फोरॅमिनीफेरा, ऑस्ट्रॅकॉड व परागकण यांचे जीवाश्म विपुल असतात. [→ पराग; सूक्ष्मपुराजीवविज्ञान].

पुरापरिस्थितिविज्ञान : ही पुराजीवविज्ञानाची एक शाखा असून तीमध्ये गत भूवैज्ञानिक काळातील परिस्थितिविज्ञानीय परस्परसंबंधाचा [→ परिस्थितिविज्ञान] अभ्यास केला जातो. म्हणजे त्या काळातील जीव आणि त्यांचे एकमेकांमधील संबंध तसेच हे जीव व अधिवास यांच्यातील परस्परसंबंध यांचे अध्ययन या शाखेत जीवाश्म व इतर पुरावे यांच्या साहाय्याने केले जाते. [→पुरापरिस्थितीविज्ञान].

जीवमार्ग-चिन्हविज्ञान : (इक्नॉलॉजी). जीवांच्या अस्तित्वाचा पुरावा म्हणून त्यांच्या पावलांचे ठसे, वाटचालीच्या खुणा, बिळे इत्यादींचे अध्ययन केले जाते व त्यांना मार्ग-चिन्ह जीवाश्म म्हणतात. या जीवाश्मांच्या अध्ययनाचा विकास आता जलदपणे होत असून या विज्ञानशाखेला जीवमार्ग-चिन्हविज्ञान असे म्हणतात.

इतर विज्ञानांशी संबंध व उपयोग : भूविज्ञानात जीवाश्मांचा उपयोग मुख्यतः खडकांचे वय ठरविण्यासाठी केला जातो. जीवाश्मांवरून पूर्वीच्या भौगोलिक परिस्थितिविषयी माहिती मिळते [→ पुराभूगोल]. पुराजीवविज्ञान व वनस्पतिविज्ञान अथवा प्राणिविज्ञान यांचे संबंधही निकटचे आहेत. जीवाश्मांची स्वरूपे कळविण्यासाठी आधुनिक जीवविज्ञानांचा परिचय असावा लागतो. जीवाश्मांच्या साहाय्याने पूर्वीच्या निरनिराळ्या कालखंडांत राहणाऱ्या जीवांची माहिती म्हणजे जीवसृष्टीचा इतिहास मिळतो. पूर्वीच्या काळात पृथ्वीवर असलेल्या पण आता नामशेष झालेल्या आहेत, अशा शेकडो जीवजाती आहेत व त्यांच्या अस्तित्वाची साक्ष जीवाश्मांमुळेच मिळू शकते. क्रमविकास सिद्धांताला पुष्टी देणारे असे जे पुरावे आहेत, त्यांपैकी सर्वांत विश्वसनीय व संशयातीत पुरावे म्हणजे जीवाश्मांचे पुरावे होत. उदा., तीन खूर (बोटे) असणाऱ्या घोड्याच्या शरीरात हळूहळू बदल होऊन आजचा एक खुरी घोडा निर्माण झाला, हे दाखविणारे निरनिराळ्या आनुक्रमिक अवस्थांचे जीवाश्म उत्तर अमेरिकेत सापडलेले आहेत. शरीरात थोडा थोडा बदल होत जाऊन कालांतराने निर्माण झालेल्या नव्या जीवाश्मी जातींची, वंशांची किंवा फुलांची उदाहरणेही मिळाली आहेत. शिवाय दोन मोठ्या जैव गटांच्या विशिष्ट स्वरूपांच्या मध्यम प्रकारचे स्वरूप असणाऱ्या काही जातींचे जीवाश्मही मिळालेले आहेत. उदा., ⇨आर्किऑप्टेरिक्स  या उत्तर जुरासिक काळातील पक्ष्याच्या सांगाड्याची रचना सरीसृप (सरपटणारे प्राणी) व पक्षी यांना जोडणार्याअ जवळजवळ आदर्श दुव्यासारखी आहे.

पहा : क्रमविकास; जीवाश्म; भूविज्ञान; स्तरविज्ञान.

संदर्भ : 1. Beerbower, J. R. Search for the Past : An Introduction to Palaeontology , Englewood Cliffs, N. J., 1968.

2. Davis, A. M. An Introduction to Palaeontology, London, 1961.

3. Simpson, G. G. Life of the Past : An Introduction Palaeontology, New Haven, 1953.

४. ओक, शालिनी म. पुराजीवविज्ञान, पुणे, १९७६.

केळकर, क. वा.; चिपळणोकर, गं. वा.; ठाकूर. अ. ना.