Значение П. в системе наук о Земле не менее велико. Геология стала подлинно исторической наукой о Земле только с возникновением стратиграфии на рубеже 18 и 19 вв., когда был найден способ определения относительной хронологии геологических образований по ископаемым остаткам организмов (руководящие ископаемые ) и возникла объективная возможность геологического картирования не типов горных пород по их петрографическим признакам, а возрастных подразделений слоистой оболочки земной коры. Стратиграфическая корреляция, по данным П. и вспомогательным данным изотопной хронометрии и др. физических методов сопоставления древних отложений, лежит в основе успехов геологии. Коренное значение для внедрения П. в стратиграфическую геологию имело эволюционное учение, опиравшееся на теорию естественного отбора, концепцию необратимости эволюционного процесса; сама геология такой теории не имела. Французский палеонтолог и геолог А. Оппель, изучавший юрские отложения Центральной Европы, впервые предложил зональный палеонтологический метод сопоставления отложений, и, хотя зональная стратиграфия не получила быстрого распространения на всю стратиграфическую шкалу, эта идея П. стала ведущей во всём дальнейшем совершенствовании общей стратиграфической шкалы и в региональной стратиграфической корреляции. Отсюда берёт своё начало научная биостратиграфия , хотя сам термин был предложен бельгийским палеонтологом Долло лишь в 1909. П. внесла в геологию свой метод отсчёта времени (биохронология), и современная так называемая хроностратиграфическая шкала, строго говоря, является шкалой биостратиграфической. Палеонтологический метод оказался наиболее универсальным как для обоснования самих стратиграфических подразделений и выявления коррелятивных особенностей их биологической характеристики (периодичность или этапность развития органического мира), так и для конкретной типизации (стандартизации) биостратиграфических границ, что стало важнейшей международной задачей стратиграфии. Экологический контроль оказывает всё возрастающее влияние на палеонтологический метод в региональной стратиграфии, а биогеографический — на межрегиональную и планетарную корреляцию отложений. При этом выявляется теснейшая связь П. с учением об осадочных фациях (само определение последних невозможно без данных П.), с литологией и седиментологией вообще, геохимией и биогеохимией осадочных пород. Данные П. играют важнейшую роль во всех палеогеографических реконструкциях, в том числе и палеоклиматологических (выявление сезонности и климатической зональности по данным скелетных структур животных, палеодендрологии, географии древних организмов и т.п.). Литолого-фациальные карты, наряду с их огромным значением в исторической геологии, становятся всё более важными и для прогноза поисково-разведочных работ на уголь, нефть, газ, бокситы, соли, фосфориты и др. полезные ископаемые. При этом остаётся важной породообразующая роль самих древних организмов (многие типы карбонатных и кремнистых пород, залежи различных каустобиолитов , проявление фосфатности и различной минерализации, связанной либо прямо с первичным физиологическим химизмом древних организмов, либо с последующими адсорбционными процессами в органогенных скоплениях). Органический мир древних эпох и его непосредственное участие в ведущих процессах биосферы создали главный энергетический потенциал Земли. Связь П. с геологией нерасторжима не только потому, что последняя является главным поставщиком палеонтологического материала и фактической информации об условиях среды обитания в различные периоды (а без этого невозможно развитие П., так же как и неонтологии), но и потому, что геология пока остаётся и главным потребителем результатов палеонтологических исследований, ставя перед ними всё более новые и сложные задачи, требующие освоения современной биологии и геологической теории.
Научные учреждения и общества. Имеется большое количество палеонтологических обществ: Палеонтографическое общество в Великобритании (создано в 1847; с 1957 Палеонтологическая ассоциация), Швейцарское палеонтологическое общество (1874), секция П. в Венском зоолого-ботаническом обществе (1907), секция П. в Геологическом обществе США (1908; с 1931 Общество прикладной П. и минералогии и отдельно Палеонтологическое общество), Палеонтологическое общество Германии (1912), Русское (ныне Всесоюзное) палеонтологическое общество (1916), Палеонтологическое общество Китая (1929) и т.д. Большую роль играет Московское общество испытателей природы (с 1940 имеется палеонтологическая секция). Такие общества имеются почти во всех развитых и в ряде развивающихся стран. С 1933 они связаны с единой Международной палеонтологической ассоциацией (МПА), деятельность которой особенно активизировалась после Генеральных ассамблей (они всегда проходят вместе с сессиями Международных геологических конгрессов) в Нью-Дели (1964), Праге (1968), Монреале (1972). МПА связана с Международными союзами геологических и биологических наук. Она имеет большое количество корпоративных членов и специализированные международные исследовательские группы (на базе соответствующих комиссий и комитетов), которые становятся главной формой международной деятельности МПА (симпозиумы, конференции и пр.), поддерживаемой национальными палеонтологическими (как в Чехословакии, Польше и др. странах) или геологическими (как в СССР) комитетами и университетами. МПА объединяет научные интересы свыше 6000 палеонтологов, из них около 40% советских. Советское отделение МПА входит в её состав на правах континентального отделения, и его президент является вице-президентом ассоциации.
Научные исследования в области П. ведутся главным образом в учреждениях национальных геологических служб и компаний, геологических и биологических институтах академий наук, а также в горно-геологических вузах и музеях (например, палеонтологические отделы Британского музея, Американского естественноисторического музея в Нью-Йорке, Смитсоновского института Естественноисторического музея в Вашингтоне, Народного музея в Праге, Зенкенбергского музея во Франкфурте-на-Майне, Естественноисторического музея в Будапеште, Палеонтологического музея в Осло, Музея Онтарио в Торонто; в СССР — Музей им. Ф. Н. Чернышева Центрального научно-исследовательского Геологоразведочного института в Ленинграде, Палеонтологический музей Зоологического института АН УССР в Киеве и др.). Большую роль играют палеонтологические отделы и лаборатории многих университетов мира: Калифорнийского, Канзасского, Мичиганского и др. в США; Аделаидского, Канберрского, Сиднейского в Австралии; Лундского, Стокгольмского в Швеции, а также Токийского, Мадридского, Витватерсрандского в ЮАР, Ла-Плата в Аргентине и многих др.; в СССР — Московского, Ленинградского, Киевского, Томского и т.д. Имеются самостоятельные специализированные палеонтологические институты: Палеонтологический институт АН СССР, институт палеобиологии АН Грузинской ССР, Палеонтологический институт в Бонне (ФРГ), институт палеонтологии человека в Париже и институт палеонтологии Естественноисторического музея Франции, Палеоботанический институт Индии, институт палеозоологии Польской АН, Палеобиологический институт в Упсале (Швеция), институт палеонтологии позвоночных и палеоантропологии и Геолого-палеонтологический институт в КНР, палеонтологические институты в университетах Вены, Милана, Модены, в Университете им. Гумбольдта в Берлине, институты геологии и палеонтологии в ряде университетов ФРГ (Гёттингене, Тюбингене, Киле, Штутгарте, Марбурге, Мюнстере) и в др. странах.
Планомерные палеонтологические исследования в России начались с созданием Геологического комитета в Петербурге (1882) и учреждением при нём с 1912 штатных должностей палеонтологов (Н. Н. Яковлев, М. Д. Залесский, А. А. Борисяк и др.), хотя уже в Кунсткамере Петра I стали сосредоточиваться остатки «допотопных животных». В 1917 в Геологическом комитете впервые в стране была создана крупная палеонтологическая секция. Вместе с Русским палеонтологическим обществом (1916), Горным институтом, первой в России университетской кафедрой П. Петроградского университета, организованной в 1919 М. Э. Янишевским, и остеологическим отделом Геологического и минералогического музея АН секция стала главным центром распространения работ по П. и самоопределения П. в дочерних учреждениях Геологического комитета (Всесоюзный научно-исследовательский геологоразведочный институт и др.), а также в АН СССР. В 1930 А. А. Борисяком был создан в Ленинграде первый специальный Палеозоологический (современное название — Палеонтологический) институт, наиболее полно развернувший свои исследовательские и экспедиционные работы после переезда АН в Москву и привлечения к работе московских палеонтологов. Однако основной рост палеонтологических лабораторий, секций, отделов и кадров шёл в геологических учреждениях министерства геологии СССР, АН СССР и союзных республик, различных ведомств и на геологических факультетах университетов. Крупнейшее значение имело создание сети различных микропалеонтологических лабораторий (первой — в Нефтяном геологоразведочном институте, ныне Всесоюзный научно-исследовательский геологоразведочный институт в Ленинграде, в 1930), отделов палеонтологии и биостратиграфии в Геологическом институте АН СССР (Москва), институте геологии и геофизики Сибирского отделения АН СССР (Новосибирск), институте геологии АН Эстонской ССР (Таллин), институте геологии АН Казахской ССР (Алма-Ата) и многочисленных аналогичных подразделений в др. центральных и региональных учреждениях АН и Геологической службы СССР, а также в учреждениях биологических (Ботанический институт АН, Ленинград. Институты биологического профиля Дальневосточного научного центра АН, Владивосток, и др.) и географических (Институт географии АН, институт океанологии АН, Москва, и др.). Палеонтологи СССР работают более чем в 200 учреждениях, около 90% из них связаны с науками о Земле. В научной и координационной деятельности в П. основное значение имеют ежегодные тематические сессии Всесоюзного палеонтологического общества в Ленинграде, собирающие до 600 участников, и Научный совет Отделения общей биологии АН по проблеме «Пути и закономерности исторического развития животных и растительных организмов», объединяющий все специализированные палеонтологические комиссии и проводящий свои пленарные сессии раз в пять лет в Москве, а также ВСЕГЕИ, координирующий в течение многих лет работу территориальных геологических управлений.
