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Fósseis com pegadas pré-históricas são replicados em [[São Carlos (São Paulo)|São Carlos]], no [[Museu da Ciência de São Carlos]], onde há 40 (quarenta) peças expostas.<ref name="FOlha de São paulo, de 9/11/2014, no caderno Cotidiano de ribeirão Preto">http://www1.folha.uol.com.br/cotidiano/ribeiraopreto/2014/11/1545405-fosseis-com-pegadas-pre-historicas-serao-replicadas-em-sao-carlos.shtml</ref>
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[[Ficheiro:Dendrites01.jpg|ligação=https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Dendrites01.jpg|miniaturadaimagem|Um exemplo de pseudofossil, na Alemanha; Escala em mm]]
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Muitas explicações iniciais dependiam de contos populares ou mitologias. Na China, os ossos fósseis de mamíferos antigos, incluindo o [[Homo erectus]], eram frequentemente confundidos com "ossos do dragão" e usados como remédios e [[Afrodisíaco|afrodisíacos]]. No Oeste, as criaturas marinhas fossilizadas nas montanhas ficaram vistas como prova do [[dilúvio bíblico]].
Em 1027, a [[Avicena]] persa explicou a dureza dos fósseis no [[O Livro da Cura|Livro da Cura]]:<blockquote>Se o que se diz sobre a petrificação de animais e plantas é verdadeira, a causa desse (fenômeno) é uma poderosa virtude mineralizante e petrificante que surge em certas manchas pedregosas, ou emana de repente da Terra durante terremotos e subsídios e petrifica tudo o que vem em contato com ele. De fato, a petrificação dos corpos de plantas e animais não é mais extraordinária do que a transformação das águas. <ref>Alistair Cameron Crombie (1990).
Visões mais científicas de fósseis surgiram durante o [[renascimento]]. [[Leonardo da Vinci]] concordou com a visão de Aristóteles de que os fósseis eram os restos da vida antiga.<ref>[http://www.wmnh.com/wmas0002.htmCorrelating Earth's History], Paul R. Janke</ref> Por exemplo, da Vinci notou discrepâncias com a narrativa da inundação bíblica como uma explicação para as origens fósseis:<blockquote>Se o dilúvio tivesse levado as conchas para distâncias de três e quatrocentas milhas do mar, teria as misturado com vários outros objetos naturais acumulados; Mas mesmo a tão distantes do mar, vemos as ostras juntas e também os mariscos e os chocos e todas as outras conchas que se juntam, encontraram todos mortos juntos; E as conchas solitárias são encontradas separadas umas das outras como as vemos todos os dias nas margens.</blockquote><blockquote>E encontramos ostras em famílias muito grandes, entre as quais alguns podem ser vistos com suas conchas ainda unidas, indicando que foram deixadas lá pelo mar e que ainda estavam vivendo quando o estreito de Gibraltar foi atravessado. Nas montanhas de Parma e Piacenza podem ser vistas multidões de conchas e corais com buracos ainda aderindo às pedras ... "<ref>da Vinci, Leonardo
[[Ficheiro:Rozprawa_o_přewratech_kůry_zemnj,_Ichthyosaurus_and_Plesiosaurus.jpg|ligação=https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Rozprawa_o_p%C5%99ewratech_k%C5%AFry_zemnj,_Ichthyosaurus_and_Plesiosaurus.jpg|miniaturadaimagem|Ichthyosaurus e Plesiosaurus da edição de 1834 de Discours de Cuvier sobre as revoluções da superfície do globo.]]
[[William Smith (geólogo)|William Smith (1769-1839)]], engenheiro de um canal inglês, observou que rochas de diferentes idades (com base no [[Princípio da sobreposição das camadas]]) preservavam diferentes conjuntos de fósseis e que essas assembléias se sucederam de maneira regular e determinável. Ele observou que as rochas de locais distantes poderiam ser correlacionadas com base nos fósseis que continham. Ele chamou este princípio da sucessão faunística. Este princípio tornou-se uma das principais evidências de Darwin de que a evolução biológica era real.
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}}A paleontologia juntou-se à [[biologia evolutiva]] para compartilhar a tarefa interdisciplinar de delinear a árvore da vida, o que inevitavelmente leva o tempo para a vida microscópica pré-cambriana, quando a estrutura celular e as funções evoluíram. O tempo profundo da Terra no Proterozoico e ainda mais profundo no Arqueano é apenas "relatado por fósseis microscópicos e sinais químicos sutis". <ref>Knoll, A, (2003) Life on a Young Planet. (Princeton University Press, Princeton, NJ)</ref> Os biólogos moleculares, que utilizam [[Filogenia|filogenética]], podem comparar a proteína de [[Aminoácido|aminoácidos]] ou a homologia da sequência de [[Nucleótido|nucleótideos]] (isto é, a similaridade) para avaliar taxonomia e distâncias evolutivas entre os organismos, com limitada confiança estatística. O estudo de fósseis, por outro lado, pode identificar de forma mais específica quando e em que organismo uma mutação apareceu pela primeira vez. A filogenia e a paleontologia trabalham juntos no esclarecimento da visão ainda escassa da ciência sobre a aparência da vida e sua evolução. <ref>Paul CRC and Donovan SK, (1998) An overview of the completeness of the fossil record. in The Adequacy of the Fossil Record (Paul CRC and Donovan SK eds). 111–131 (John Wiley, New York).</ref>
[[Ficheiro:Isocrinus_nicoleti_Encrinite_Mt_Carmel.jpg|ligação=https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Isocrinus_nicoleti_Encrinite_Mt_Carmel.jpg|miniaturadaimagem|Colunas de Crinoid (Isocrinus nicoleti) da Formação do [[Jurássico]] Carmel Médio em Mount Carmel Junction, [[Utah]]]]
O estudo de [[Niles Eldredge]] sobre o gênero [[Trilobita]] apoiou a hipótese de que as modificações no arranjo das lentes dos olhos do trilobite prosseguem e se encaixam durante milhões de anos durante o [[Devoniano]]. <ref>Fortey, Richard,
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