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生物进化的探索
此后，他研究了巴黎附近新生代地层中的脊椎动物化石，于年出版《四足动物的骨化石研究》一书，从此奠定了古脊椎动物学的研究基础。随后，又出版了《动物界》（）、《地球表面的灾变论》和《鱼类自然史》等著作。
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的研究成果，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他的部分。”
“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。”
有一次，他当着反对他的“器官相关定律”的某些科学家的面，作了一次精彩的现场表演，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，其他部分尚被围岩盖着，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。”
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