В области этих наук также происходят знаменательные сдвиги.
Большое значение, прежде всего, имели работы Кювье — основателя палеонтологии. Исследуя остатки вымерших животных и изучая их расположение в последовательных геологических напластованиях, Кювье констатировал смену форм позвоночных от одного геологического горизонта к другому. Далее, он установил, что по мере приближения к современным геологическим напластованиям, вымершие формы становятся все более похожими на современные. Так, в поверхностных наносах он нашел представителей современных родов млекопитающих, относящихся, однако, к другим, ныне не существующим видам. Глубже залегают костные останки представителей вымерших родов и семейств. Еще глубже млекопитающие исчезают и появляются остатки вымерших пресмыкающихся (игуанодоны, ихтиозавры, плезиозавры и т. п.).
Таким образом Кювье обнаружил:
- смену форм во времени,
- нарастание сходства вымерших форм с современными в последовательных геологических напластованиях,
- повышение организации в направлении от древних геологических горизонтов к новейшим.
Описываемые явления, казалось бы, должны были привести Кювье к эволюционным представлениям. Этого, однако, не случилось. Кювье принимал, что каждый геологический период имел свою фауну, обособленную от предшествовавшей и последующей. Таким образом, «развитие» типа позвоночных понималось, как последовательность форм, сменявших друг друга, но вовсе не связанных узами преемственности и родства. Эта точка зрения получила свое выражение в выдвинутой Кювье теории катастроф. Согласно этой теории, различия фаун двух соседних геологических горизонтов объясняются следующим образом. Допустим, что какое-либо катастрофическое явление (например, вторжение моря) уничтожило фауну данной страны. В следующую геологическую эпоху она может быть заселена новыми формами, проникшими из других стран. Следовательно, смена фаун двух соседних геологических горизонтов объясняется не их преемственным историческим развитием, а катастрофой и последующим вселением (имиграцией) новых форм. Преемственных, исторических связей между соседними эпохами, по Кювье, нет.
Таким образом, любая геологическая эпоха является замкнутым целым. Легко видеть, что в этой концепции сделана попытка обойти формы составляют большинство. Следовательно, органический мир изменялся постепенно. Лайелл прекрасно видел, что его теория, утверждающая историческое понимание геологических процессов, неизбежно ставит на очередь вопрос об историческом развитии организмов.
Однако Лайелл отнесся крайне сдержанно к проблеме органической эволюции. Во всяком случае, он относился совершенно отрицательно к концепции восходящей лестницы, а также к ламаркизму, главным образом потому, что в этих концепциях идея восходящего развития не только не подкрепляется фактами, но даже противоречит им.