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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散的過程，而是一個祖先類群由于地理隔離分支為兩個姐妹類群的過程，分支點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)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)理方法和電子計算機進行化石鑒定、描述和統(tǒng)計；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)圖進行居群變異、居群動態(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)
研究與古生物活動有關(guān)的化學(xué)過程及其產(chǎn)物。這大致有兩個方向：一個方向著重研究化石與沉積巖中的有機質(zhì)，將它作為化學(xué)化石以探索地史中化學(xué)有機物演變規(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：①海水水化學(xué)演變史；②海水古環(huán)境參數(shù)(鹽度、溫度)的測定；③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；④化學(xué)旋回史；⑤以骨骼化學(xué)為基礎(chǔ)的生物分類；⑥骨骼形成過程；⑦應(yīng)用化學(xué)演變進行年代地層學(xué)研究；⑧富集于有機物中的稀有元素(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年代興起的一個多學(xué)科交叉領(lǐng)域，它涉及古生物學(xué)、分子進化與分子系統(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、理論和原理以及國外的主要研究方向和進展，包括分子進化理論、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)研究的發(fā)展及現(xiàn)代技術(shù)手段的提高促進了傳統(tǒng)古生物研究領(lǐng)域的擴展，并帶來了新的發(fā)展機遇。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，也充分反映了當(dāng)代古生物學(xué)研究的特點和目標(biāo)，從分子水平上探索古生物進化、遺傳及化學(xué)成分等。對氨基酸外消旋作用的測定已應(yīng)用于絕對年齡的測定。
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