基本介紹
- 中文名：古生物
- 外文名：Paleontology
- 類別：生物物種
- 包括：古植物等
古生物化石,命名,演化,古生物化石,古生物博物館,
古生物化石
古生物（三葉蟲）
古生物（三葉蟲）
古生物（三葉蟲）化石經過自然界的作用，保存於地層中的古生物遺體、遺物和它們的生活遺蹟。大多數是莖、葉、貝殼、骨骼等堅硬部分，經過礦物質的填充和交替作用，形成僅保持原來形狀、結構以至印模的鈣化、碳化、矽化、礦化的生物遺體、遺物或印模。也有少數是未經改變的完整遺體，如凍土中的猛獁、琥珀中的昆蟲等。化石是古生物學的主要研究對象。
自從古生物學出現後，人類就認識到曾有過大規模的生物絕滅現象。多細胞生物在6億年的歷史進程中，共經歷了五次主要的大規模絕滅事件。在所有大絕滅事件中，規模最大的一次發生在二疊紀末，最引人注目的是白堊紀末恐龍的絕滅！
命名
所有經過研究的生物，都要給予科學的名稱，即學名（scientific name）。按國際命名法規，生物各級分類等級的學名，改用拉丁字或拉丁化文字。屬和屬級以上的名稱採用單名，即用一個拉丁詞命名，第一字母大寫。種的名稱採用雙名法（binomen），即由種的本名和其從屬的屬名組成，屬名在前，種本名在後。種、亞種及變種本名第一個字母小寫。屬和屬以下名稱，在印刷和書寫時，需用斜體字，屬以上名稱用正體字。為了便於查閱，在各級名稱之後，用正體字注以命名者的姓氏（應為拉丁字母拼綴）和命名時的公曆年號，兩者間以逗點分隔。若命名者不止一人，用拉丁連結詞et（和）連線之。
物種既是生物分類的基本單位，也是生物進化的基本單位。生物進化的實質，就是物種的起源和演變。從生物學角度來認識物種，認為物種基本結構是居群，而不是個體。
生物命名法中一條重要原則是優先律（law of priority），即生物的有效學名是符合國際動物、植物命名法所規定的最早正式刊出的名稱。遇到同一生物由兩個或更多名稱即構成異名（synonym），或不同生物共有一個名稱即同名（homomym），應以優先律選取最早正式發表的名稱。例如，橫板珊瑚一個屬Tetrapora（方管珊瑚）原為矢部長克（H.Yabe）和早坂一郎（I.hayasaka）於1915年所首創（Tetrapora Yabe et Hayasaka，1915年）。到了1940年，古生物研究者發現，該屬名早在1857年用於苔蘚動物一個屬方管苔蘚蟲(Tetrapora Queenstedt,1857年）。橫坂珊瑚Tetrapora 事後定的，依優先律應予廢棄，而用另一新的屬名Hayasakaia（早坂珊瑚）來代替。
演化
起源.
一般認為生命是由化學物質從無機到有機演化而來的。原始大氣富含甲烷、氨、二氧化碳、水汽等，這些氣體在外界高能（紫外線、閃電、高溫）的作用下，首先合成胺基酸、脂肪酸等小分子有機化合物。這些小分子有機化合物，在適當的條件下，可以進一步結合成更複雜的蛋白質、核酸等大分子有機物質，經過進一步演化，終於產生了能夠不斷地進行自我更新的、結構非常複雜的多分子體系，由此產生了原始生命。當非細胞形態的原始生命在地球上出現時，由於大氣中仍然缺氧，因此，它們一定是厭氧和抑氧類型。地球約形成於距今46億年，從澳大利亞發現的距今35億年的瓦拉翁納群中的絲狀細菌化石表明，生命的起源亦即化學演化過程，應發生在地球形成後約11億年。生命的產生是地球演化史上的一次最大的飛躍，使得地球歷史從化學演化階段推向生物演化階段。
出現
最初的生命應是非細胞形態的生命，為了保證有機體與外界正常的物質交換，原始生命在演化過程中，形成了細胞膜，出現了細胞結構的原核生物。細胞是生命的結構單元、功能單元和生殖單元，細胞的產生是生命史上的一次重大的飛躍。當前，地球上發現最早具細胞結構的可靠化石是瓦拉翁納群中的絲狀細菌化石。
形成
地球上最早出現的異養型原核生物細菌，經過不斷地分化和發展，終於又出現了能夠進行光合作用、從無機物合成有機養料的自養型原核生物藍藻。藍藻和細菌作為早期生物界的合成者和分解者，組成物質循環的兩個基本環節，形成了一個完整的生態系統。從異養到自養是早期生物演化的另一次重大的飛躍。
藍藻是最早出現的放氧生物，使得地球上原始大氣中氧氣濃度不斷增加，形成含氧大氣層。在高空出現的臭氧層，吸收了太陽的紫外輻射，改變了整個生態環境，為喜氧生物提供了有利的生活環境。於是生物便由厭氧轉入喜氧，提高了能量代謝的效能。在加拿大甘弗林組中，發現了完好的距今約20億年的細菌和藍藻化石。
真核生物的出現
從原核到真核是生物演化從簡單到複雜的轉折點，最早具細胞的生物是單細胞原核生物。原核細胞沒有核膜，沒有細胞器，結構簡單。真核細胞具有核膜，整個細胞分化為細胞核和細胞質兩部分。細胞核內具有染色體，成為遺傳中心，細胞質內進行蛋白質合成，成為代謝中心。由於細胞結構的復化，增強了變異性，使得真核生物能夠向高級體制發展。現已發現距今約13億年的美國加利福尼亞的貝克泉組的白雲岩中的原核藍藻和真核綠藻。綠藻還發現於距今約10億年的澳大利亞的苦泉組，綠藻是最早具有真核的生物。
動物的出現
隨著真核生物的出現，動、植物開始分化和發展。動物的出現，形成了一個新的三極生態系統。綠色植物（真核植物和原核藍藻）通過葉綠素光合作用製造食物，是自然界的生產者；細菌和真菌是自然界的分解者；動物是自然界的消費者。地史上最早的動物化石是距今6～7億年澳大利亞的埃迪卡拉動物群，其中以腔腸動物的似水母類、海鰓類、環節動物和少量節肢動物為主，還有一部分分類位置未定的疑難化石，很可能代表地史上曾短暫出現而又迅速絕滅的類群。從動物的分化水平看，伊迪卡拉動物群已是較後期的類型，不是動物的原始代表。這標誌著後生動物在早已出現，並經歷了一段相當長的分化演變過程。
洋藻類和無脊椎動物時代
在生物演化史上稱為“海洋藻類時代”和“海洋無脊椎動物時代”。起始於距今6億年，延續了約1.7億年。
植物仍以海生藻類為主，但很難保存為完好的化石。由於植物進化速度遠較動物緩慢，早古生代植物界一直停留在藻類階段。藻類的大量繁育不僅為海洋無脊椎動物提供了豐富的食物資源，而且通過葉綠素光合作用,放出氧氣，為海洋無脊椎動物的發展，準備了有利的生活環境。
繼元古宙末期埃迪卡拉後生裸露動物群之後，於早期，出現了地史上最早具鈣質硬殼的小殼動物群，包括軟舌螺、單板類、腹足類、腕足類等。這與當時海水富含鈣質有關。由於發生了礦化事件，使得寒武紀保存的化石突然增多。這一時期稱為“非三葉蟲時代”。進入三葉蟲時代後，在中國雲南發現了距今5.7億年的澄江動物群，主要由水母、三葉蟲、金臂蟲、非三葉蟲節肢動物、蠕形動物、海綿、無鉸腕足類、軟舌螺和藻類等組成，是目前世界上保存最早的軟體的多門類動物群，這一動物群的發現還表明後生動物在寒武紀開始前已經歷了一段分化、輻射的歷史過程。隨後，腔腸動物、古杯類、軟體動物（雙殼、腹足、頭足）、棘皮動物、牙形刺、筆石等相繼出現。其中以三葉蟲演化迅速、生態分異明顯，分布遍及全球整個海域，在動物界中占絕對優勢，因而稱寒武紀為“三葉蟲時代”。古杯類是地史上最早的造礁動物，生活於早寒武世，中寒武世早期絕滅，是生物史上第一個完全絕滅的造礁動物門類。
是自然環境有利於海洋無脊椎動物繼續發展的時代，層孔蟲、苔蘚蟲等先後出現，筆石、腕足類、鸚鵡螺等顯著分異。樹形筆石繼續發展，一部分固著在海底生活，而大部分遠運洋漂浮生活，遍及全球海域。到早奧陶世中期，正筆石類興起、演化迅速，是奧陶紀的重要分帶化石。腕足類出現了分異的第一個高峰期，在數量上占重要地位。鸚鵡螺開始出現於晚寒武世，到奧陶紀分異明顯，種類繁多，個體較大，是營游泳生活的兇猛食肉動物。珊瑚最早出現於寒武紀，至中、晚奧陶世大量繁育，同層孔蟲、苔蘚蟲等一起，是溫暖淺海的重要造礁動物。海洋無脊椎動物新類群的出現和多樣化，加劇了淺海陸棚區的生存競爭。
延續時間較短，生物界來源於奧陶紀，但有新的發展。其中最重要的生物事件是，三葉蟲顯著衰退，筆石向簡化方向演變，單筆石興起並大量發展。珊瑚以床板珊瑚和日射珊瑚為主，出現了特有的鏈珊瑚。腕足類出現了內部構造更為複雜的五房貝和展翼狀外殼的石燕貝。鸚鵡螺顯著減少但仍有代表。節肢動物中形體最大的板足鱟類最早出現於奧陶紀，到志留紀大量繁育，志留紀末，由於受加里東運動的影響，海水逐漸退去。部分生物為了適應新的生活環境，由海洋向陸地生活轉變。
向陸地生活轉變和發展
由於志留紀末期大規模海退，陸地面積逐漸擴大，從濱海淺灘綠藻植物演化而來的陸生裸蕨植物最早出現於晚志留世，到早泥盆世開始大量生活在濱海沼澤低地，中泥盆世後期出現根、莖和葉分化的原始石松類和有節類，到晚泥盆世在自然選擇的作用下，裸蕨迅速絕滅了。一般稱志留紀末到中泥盆世為“裸蕨植物時代”。到石炭、二疊紀陸生植物進一步發展，出現了石松、節蕨、真蕨和原始裸子植物的種子蕨和科達類，這一時期被稱為“蕨類植物時代”。從晚石炭世到二疊紀各類植物極度繁茂，由於適應不同的氣候條件，逐漸形成明顯的植物地理分區。
沼澤野蜓化石
沼澤野蜓化石陸生植物發展之後，與植物存在著密切關係的昆蟲大量繁育，它們相互依存，相互制約，平行發展。最早的昆蟲類是最原始的無翅類型，最早的無翅類化石出現於。出現了現知最早的有翅昆蟲，當時最繁盛的昆蟲是現已絕滅的古網翅類。昆蟲區系發生顯著的變化，直翅類明顯縮小，許多現代類型開始出現。
魚類的出現和發展
魚類包括有頜類和無頜類。無頜類包括頭甲魚形類和鰭甲魚形類。頭甲魚形類包括現生的七鰓鰻和盲鰻以及古生代有甲冑的種類；鰭甲魚形類包括已絕滅的異甲魚和花麟魚。無頜類最早的類群是異甲類。發現於北美落基山區中奧陶統的異甲魚，是脊椎動物最早的化石代表。晚志留世出現了從無頜類分化出來的最早具頜的棘魚類和盾皮魚類。有了上下頜，就不僅是被動攝食微小有機物，而可主動追捕大的食物了。硬骨魚類包括總鰭魚類、肺魚類和輻鰭魚類，最早出現於晚志留世晚期，與棘魚類有共同的祖先。盾皮魚類最早出現於晚志留世，一直生存到早石炭世，以泥盆紀最繁盛。軟骨魚類出現於早泥盆世晚期，可能與盾皮魚類有共同的祖先。泥盆紀時魚類極為繁盛，故被稱為“魚類時代”。硬骨魚類在現代魚類中占絕對優勢，被稱為“水中的主人”。從侏羅紀起，軟骨魚類出現了，如鯊魚和鰩，還有生活在深海里的銀鮫。
中華原白鱘化石
中華原白鱘化石兩棲類
裸子植物和爬行動物
裸子植物雖在石炭——二疊紀時已開始出現，但最繁盛的時期是，故中生代被稱為“裸子植物時代”。這一時期的植物群以蘇鐵、本內蘇鐵和松柏類為主。北半球還有較多的銀杏類，南半球則以松柏類占優勢。從蕨類植物演化到裸子植物，標誌著從孢子繁植轉化為種子繁殖。裸子植物用種子繁殖適於陸上生活和傳播，擴大了生存空間，形成了地球上的廣大森林，為爬行動物的發展，提供了有利的生活環境。
石炭——二疊紀時，從兩棲動物迷齒類演化出來的蜥螈形類，堅持陸生方向，很可能是爬行動物的祖先。經過長期演化，產生了能夠適應乾旱陸地環境的羊膜卵。於是，爬行動物誕生了。從兩棲類水中產卵、水中受精發展到爬行動物的體內受精和產生羊膜卵，是脊椎動物演化史上的一次重大飛躍。
陸生爬行動物中以恐龍(Dinosaur）為主要代表。恐龍最早出現於中三疊世，分蜥臀類和鳥臀類兩大支系，是中生代占絕對優勢的陸地脊椎動物。由於爬行動物大量繁殖，除絕大部分在陸地上生活外，有的重返水域成為水生爬行動物，如開始的魚龍類、和的蛇頸龍類。有的向空中發展成為飛翔的爬行動物，叫翼龍類，如德國侏羅系中發現的喙嘴龍(Rhamphorhyn-chus），靠前肢的兩張翼膜飛翔。由喙嘴龍分化出另一類飛翔爬行動物叫翼指龍(Ptercdactylus），主要生活在晚侏羅世到白堊紀。
爬行動物是中生代地球上占絕對優勢的脊椎動物，故稱中生代為“爬行動物時代”或“龍的時代”。到白堊紀末期，全球出現了顯著的地質事件，使地表自然環境發生巨大變化。由於恐龍不能適應當時迅速變化的環境，隨同整個爬行動物的大衰退，無論陸生的、水生的或飛翔的恐龍，到白堊紀末都相繼絕滅了。爬行動物中殘留並延續至今天的，僅有喙頭蜥類、鱷類、龜鱉類和有鱗類（蛇和蜥蜴）。
鳥類的出現和發展
鳥類是從爬行動物分化出來的一個旁支。鳥類的腦和神經系統發達，心臟分隔完全，是恆溫的脊椎動物。從變溫的爬行動物轉化為恆溫的鳥類，是脊椎動物演化史上的一次重大飛躍。恆溫動物（鳥類和哺乳動物）的體溫相對穩定，不受外界氣溫的影響，增強了對氣候環境的適應性，擴大了地理分布範圍。
鳥類最早的化石代表是德國晚侏羅世的始祖鳥(Ar-chaeopteryx），它是由爬行動物向鳥類過渡的中間類型，是鳥類的最早代表。此外，1986年在美國德克薩斯州發現一新的鳥化石，命名為Protoavis，意為“原始的鳥”。其時代為三疊紀，比始祖鳥早，但比始祖鳥更接近現代鳥類。因此有人認為始祖鳥可能是鳥類系統演化中的一個旁支。有關鳥類的起源和早期發展有待深入研究。
嬌小遼西鳥化石
嬌小遼西鳥化石被子植物和哺乳動物
早白堊世晚期出現了被子植物，中、晚白堊世很快繁育起來，新生代時極為繁盛，代替了裸子植物，成為植物界中最高級的類群，開創了被子植物時代。關於被子植物的起源迄今尚無定論。
被子植物有比裸子植物更進步的內部構造和完善的生殖器官。被子植物的迅速發展和更廣泛的地理分布，為依賴植物為生的動物界提供了豐富的食物資源，促進了昆蟲、鳥類和哺乳動物的大發展。人類生活也與被子植物的發展密切相關。
最早的哺乳動物是從三疊紀的似哺乳爬行動物中分化出來的。進入新生代，由於板塊的分離或聚合，氣候的分化，被子植物的迅速發展和廣泛分布，促使哺乳動物迅速分化、輻射，得到了空前發展，取代了爬行動物，在地球上居於優勢。從而脊椎動物的演化又進入了一個更高級的階段──哺乳動物時代。從爬行動物的變溫、卵生髮展為哺乳動物的恆溫、胎生和哺乳，以及高度發達的神經系統和感覺器官，是脊椎動物演化史上的一次重大飛躍。
一般認為中生代的古獸類是白堊紀和新生代有袋類和有胎盤類的共同祖先。白堊紀時，有袋類廣泛分布於世界各大陸，第三紀繁盛於南美，而現代僅生活在澳大利亞。有胎盤類是比有袋類更高等的哺乳動物。最早的有胎盤類是白堊紀出現的小型食蟲類。新生代後得到空前發展，分化、輻射出許多分支。其中一支為適合于飛行生活的翼手類和蝙蝠，是從古新世一類樹棲生活的食蟲類演化而來的。另一支是適應于海洋生活的鯨類，保留了從陸生祖先繼承來的肺呼吸，是一種進化趨同的現象。嚙齒類包括現生的松鼠、河狸、家鼠等，是獸類中演化最成功的一類，無論在種類、數量、分布地區，在獸類中都占優勢地位。食肉類又分為古食肉類、新食肉類和鰭腳類。古食肉類大量輻射發生在古新世和始新世。始新世末期新食肉類繁盛起來，如現生的貓、虎、狗等。新食肉類出現不久，海生鰭腳類（海獅、海豹、海象）開始出現。
象的祖先可能由早期的踝節類演化而來。最早的象是發現於北非晚始新世到早漸新世的始祖象(Moerither-ium），體形大小如豬，第二對門齒還沒有形成象類特有的大門牙。古乳齒象(Palaeomastodon）是始祖象的直接後裔，它的身體比始祖象增大了約一倍，上門牙伸長，第四紀開始多數絕滅，少數生活到早更新世。真象類是從乳齒象演化出來的，又分為劍齒象類和真象類。中國象類化石很多，如甘肅早更新世的劍齒象化石被命名為黃河古象，真象化石有廣泛分布於華北和東北晚更新世的猛獁象。象類演化趨勢是個體增大、鼻長和大象牙的不斷增長。今天殘存的僅有非洲象和印度象。
奇蹄類中以馬的演化研究的最清楚。馬的最早代表是始新世早期的始馬（Hyracotherium)，大小如現代的狐狸，前足有4個腳趾，後足有5個腳趾。漸新世出現了中馬（Mesohippus），前、後足只有3個腳趾，都著地。始馬和中馬都生活在森林裡。中新世出現了草原古馬(Mery-chippus），前、後足都只有3個腳趾，只中間1個趾著地，兩側的已經退化。從草原古馬開始，馬類才進化到草原賓士生活。到上新世，開始出現單趾馬，命名為上新馬（Pliohippus）。到第四紀出現了現代馬（Equus）。馬類的演化趨勢是，個體增大，腿和腳伸長，側趾退化，中趾加強，前臼齒臼齒化，頰齒齒冠增高。
偶蹄類從始新世開始出現，經過漸新世、中新世和上新世大量發展，從更新世到現在，在食草動物中無論在種類上和數量上都占優勢地位。偶蹄類分為豬形類、駱駝類和反芻類。豬形類出現於始新世早期，都是些小形偶蹄類，如始新世的雙錐齒獸，戈壁豬形獸等。從漸新世到上新世體形變大。更新世出現了與現代野豬相似的豬。駱駝出現於始新世晚期，也是小形的偶蹄類。從始新世的始駝，經過漸新世的鹿駝，到中新世和上新世的原駝，一直發展到現代亞洲的真駝和南美的羊駝。反芻類包括鼷鹿、鹿、長頸鹿、牛、羊、羚羊等。這一類的主要特徵是消化系統複雜，能很好地加工和消化粗糙的草類。鼷鹿是最原始的反芻類。在中國發現的鹿化石很多，有中新世的皇冠鹿、上新世的上新鹿、更新世的四不象鹿和大角鹿等。
從猿到人
根據化石資料，從猿到人經過森林古猿(Dryopithe-cus）、臘瑪古猿(Ramapithecus）、南方古猿（Australo-pithecus）、人（Homo)4個階段。森林古猿在漸新世晚期中新世中期繁榮於歐、亞、非洲大陸，是現生各種猿類的祖先。臘瑪古猿大約在1500萬年前由一種森林古猿演化而來， 生存在距今1500～800萬年前。這種化石最早（1932）發現於印度西瓦立克山，以後在非洲、歐洲和中國雲南均有發現。一般認為臘瑪古猿是從猿到人過渡階段的早期代表，是最早的人科成員。但近年來新發現的化石卻增加了臘瑪古猿是人科的懷疑，有人認為是一種進步的猿類。南方古猿化石最早（1924）發現於南非，南方古猿大約生存於距今300～100萬年前，它的原始類型可能是從猿到人的過渡階段晚期的代表。由南方古猿再進一步發展成現代人。從猿到人的演化過程中，勞動起著重要的作用。由於勞動使身體的姿勢由半直立變為直立。勞動和語言又促進了腦的發展，而腦的發展又加速了從猿到人的轉變。
人類的發展
早期猿人階段。出現於更新世早期，以坦尚尼亞距今175萬年的“能人”（Homo habilis）為代表。這一階段的人類已具人的基本特點，但還有許多原始性。能直立行走，還能製造簡單的礫石工具。外貌像猿，但腦量達700毫升，比現代猿大。
晚期猿人（直立人）階段。出現於更新世中期，以北京猿人（Homo erectus pekinensis）和爪哇猿人(Homo ercetus Java）為代表。與北京猿人大致同時的還有藍田猿人(Homo erectus lantianensis）和海德堡人(Homo erectus heidelber ensis）等。這一時期的猿人，身體形態已有明顯的進步性，身體像人，腦顱像猿，但腦量較大，在715～1225毫升之間，直立行走的姿勢已與現代人接近。在文化上已能製造較進步的石器，並開始用天然火。比早期猿人分布範圍更廣泛。
早期智人（古人）階段。古人生存於距今10～20萬年至5萬年前，廣泛分布於亞、非、歐洲的許多地區，以德國的尼安德特人(Homo sapiens neanderthalensis）為代表。中國發現的古人化石有廣東的馬壩人、湖北的長陽人、山西的丁村人。古人的腦量已達現代人的水平，製造石器，靠漁獵生活，能人工取火。丁村人在石器打制技術上比北京猿人有了顯著提高，加工更加精細。
晚期智人（新人）階段。出現於近5萬年內，以法國的克羅馬儂人（Homo sapiens sapiens）為代表。在中國有北京周口店的山頂洞人，內蒙的河套人，廣西的柳江人，四川的資陽人。新人在形態上已非常像現代人，在文化上已有雕刻與繪畫的藝術，並出現了裝飾品。新人分布範圍比古人更廣泛。新人化石不僅發現於亞、歐、非洲的廣大地區，在大洋洲和美洲也有發現。在新人階段，現代人種包括黃種、白種、黑種和棕種，開始分化和形成，廣泛分布於世界各地。柳江人是現代黃種人的祖先，克羅馬儂人是現代歐洲白種人的祖先。
古生物化石
綜合價值
化石為國內乃至國際研究動植物生活習性、繁殖方式及當時的生態環境，提供十分珍貴的實物證據；化石對研究地質時期古地理、古氣候、地球的演變、生物的進化等具有不可估量的價值；化石為探索地球上生物的大批死亡、滅絕事件研究，提供罕見的實體；有些特殊、特形化石其本身或經加工具有極高的美學欣賞價值和收藏價值，因此，在一定意義上，它也是一種重要的地質旅遊資源和旅遊商品資源。
研究
通過研究化石，科學家可以逐漸認識遙遠的過去生物的形態、結構、類別，可以推測出億萬年來生物起源、演化、發展的過程，還可以恢復漫長的地質歷史時期各個階段地球的生態環境。
化石的保存條件和形成過程
化石的形成及保存首先需要一定的生物自身條件。具有硬體的生物保存為化石的可能性較大。無脊椎動物中的各種貝殼、脊椎動物的骨骼等主要由礦物質構成，能夠較為持久地抵禦各種破壞作用。此外，具有角質層、纖維質和幾丁質薄膜的生物，例如植物的葉子和筆石的體壁等，雖然容易遭受破壞，但是不容易溶解，在高溫下能夠炭化而成為化石。而動物的內臟和肌肉等軟體容易被氧化和腐蝕，除了在極特殊的條件下就很難保存為化石。
化石的形成和保存還需要一定的埋藏條件。生物死亡後如果能夠被迅速埋藏則保存為化石的機會就多。如果生物遺體長期暴露在地表或者長久留在水底不被泥沙掩埋，它們就很容易遭到活動物的吞食或細菌的腐蝕，還容易遭受風化、水動力作用等破壞。不同的掩埋的沉積物也會使生物形成化石並被保存的可能性及狀況產生差別。如果生物遺體被化學沉積物、生物成因的沉積物和細碎屑沉積物（指顆粒較細的沉積物）所埋藏，它們在埋藏期就不容易遭到破壞。但是如果被粗碎屑沉積物（指顆粒較粗的沉積物）所埋藏，它們在埋藏期間就容易因機械運動（粗碎屑的滾動和摩擦）而被破壞。在特殊的條件下，松脂的包裹和凍土的掩埋甚至可以保存完好的古生物軟體，為科學家提供更為全面豐富的科學研究材料，琥珀里的蜘蛛和第四紀凍土中的猛獁象就是這樣被保存下來的。
時間因素在化石的形成中也是必不可少的。生物遺體或是其硬體部分必須經歷長期的埋藏，才能夠隨著周圍沉積物的成岩過程而石化成化石。有時雖然生物死後被迅速埋藏了，但是不久又因沖刷等各種自然營力的作用而重新暴露出來，這樣它依然不能形成化石。
沉積物的成岩作用對化石的形成和保存也很有影響。一般來說，沉積物在固結成岩過程中的壓實作用和結晶作用都會影響化石的形成和保存。其中，碎屑沉積物的壓實作用比較顯著，所以在碎屑沉積岩中的化石很少能夠保持原始的立體狀態。化學沉積物在成岩中的結晶作用則常常使生物遺體的微細結構遭受破壞，尤其是深部成岩、高溫高壓的變質作用和重結晶作用可以使化石嚴重損壞，甚至完全消失。
用途
均勻楔形葉化石微體古生物學是20世紀由於工業迅速發展而形成的一個古生物學新分支，主要研究對象是那些微小的化石生物，例如有孔蟲、放射蟲、幾丁蟲、介形蟲、溝鞭藻和硅藻等門類，以及某些古生物類別的微小器官化石，如牙形石、輪藻和孢粉（植物的孢子和花粉）等。其中，孢粉的研究在劃分對比非海相地層（即除了海洋性地層之外的所有其它地層）和研究古氣候、古地理和古植被等方面具有特殊的意義。
在化石研究的基礎上，古生態學家可以通過研究古生物與古環境的相互關係，了解地質歷史各時期古生物的生活方式、生活條件、生命活動的遺蹟、生物及其器官的形態功能、古生物死亡後的埋藏過程和機理等問題。
理論古生物學家通過研究大量的化石資料，探討物種形成、類別的分異、進化的方式、進化的速率和進化機制等生物進化的規律。古生物地理學家則通過大量化石生物的對比研究來了解地質歷史各時期動物群和植物群的地理分布等問題。
除了科學研究之外，化石的審美價值、文化價值和社會價值也很大。許多造型美觀的化石即是自然遺產，又是天成的藝術品。國外已開發國家許多普通人都是化石的愛好者和收藏家，通過收藏化石，即了解了自然歷史等科學知識，又起到了修身養性、陶冶情操的作用；近年來隨著中國經濟的發展和人民生活水平的提高，也出現了一批化石愛好者和收藏家，他們的活動不僅起到了一定的科學普及效應，而且還在很大程度上促進了古生物學的發展呢。例如，近年來中國遼西發現的許多轟動世界的古生物學大發現，最初或多或少地都與一些化石收藏家有關。不過，中國目前的化石收藏市場還很不規範，私人收藏對科學研究雖然起到了一些正面的積極作用，但是也為亂采濫挖、珍貴化石走私等埋下了隱患。因此，切實可行的有關珍貴化石保護和化石收藏市場規範化的法規和制度必須健全。
中國古代先民在幾千年前就對化石有所認識，中醫里一直把化石作為一種藥材——龍骨，用來醫治某些疾病。但是龍骨的採挖和藥用確實對珍貴的化石資源是一種巨大的破壞。在知識經濟時代的今天，應該認識到化石的科學價值和人文價值遠遠大於其醫用價值；而且，龍骨所能夠起到的那些醫療作用早已能夠被許多新發明的藥劑所取代，因此，該到了把龍骨開除出醫學界的時候了。
類型
1.實體化石
實體化石是由古生物遺體本身的全部或部分（特別是硬體部分）保存下來而形成的化石。
舉例來說，無脊椎動物的硬體結構間或多或少留有一些空隙，比如珊瑚的隔壁間隔、海綿的溝系、有孔蟲的房室、一些貝殼多孔而疏鬆的內層、以及脊椎動物的骨骼。尤其是脊椎動物的肢骨，髓質的有機物分解消失以後留下了中空的部分，在地層下被埋藏日久以後，溶解在地下水中的礦物質（主要是碳酸鈣）往往在其孔隙中經重結晶作用變成了較為緻密、堅實、並且增加了重量的實體化石。這樣的作用就是礦物質填充作用。
生物硬體的組成物質在埋藏情況下被逐漸溶解，再由外來礦物質逐漸補充替代的過程稱為交替作用。在這個過程中，如果溶解和交替速度相等，而且以分子相交換，就可以保存原來的細微結構。例如世界各地經常發現的矽化木的形成，就是古老樹木中的木質纖維被矽質替代，但是年輪和細胞輪廓等細微結構仍然保存下來的結果。而如果交替速度小於溶解速度，生物硬體的細微構造也會被破壞，最終只保留下來原物的外部形態。常見的交替物質有二氧化矽、方解石、白雲石、黃鐵礦等，相應的過程就可以叫做矽化、方解石化、白雲石化和黃鐵礦化。
升餾作用是指古生物遺體在被埋藏之後，不穩定成分分解、可揮發物質往往首先揮發消失，最後只留下炭質薄膜而保存下來的過程。這個過程也成為炭化。例如，筆石骨骼成分為幾丁質，埋藏條件下經升餾作用後，氫、氮、氧等元素揮發消逸，僅僅留下碳質薄膜。再如，植物的葉子主要成分是碳水化合物，經過升餾作用後往往也只有碳質保存成了化石。
實體化石保存了古生物遺體的全部或部分，所以一般來說可以為科學家提供最為詳盡的古生物身體形態結構信息，因此是古生物學研究中最主要的材料。
2.模鑄化石
印痕化石是生物遺體（主要是軟體部分）因陷落在細碎屑沉積物或化學沉積物中所留下的印痕。腐蝕作用和成岩作用雖然使得遺體本身被破壞，但是印痕卻保存了下來，而且這種印痕還常常可以反映該生物的主要特徵。腔腸動物的水母印痕、蠕蟲動物的印痕以及植物葉子的印痕等都屬於印痕化石。
印模化石包括外模和內模兩種。外模是古生物遺體堅硬部分（例如貝殼）的外表面印在圍岩上的印痕，能夠反映原來生物外表的形態及構造特徵；內模是殼體的內表面輪廓構造留下的印痕，能夠反映該生物硬體的內部形態及構造特徵。例如，雙殼類的兩瓣殼往往是分散保存的，當它們被沉積物掩埋之後，沉積物經成岩過程固結成了岩石，而殼體有時被水溶解，但是卻在圍岩與殼的外表面的接觸面上印下了外模，同時在圍岩與殼的內表面的接觸面上印下了內模。
內模和外模重疊在一起的模鑄化石稱為複合模化石。當貝殼埋藏在沉積物中並形成內模和外模之後，如果貝殼隨後被溶解而在圍岩內留下了空隙，而後由於岩層的壓實作用而使外模與內模重疊在了一起，複合模化石就形成了。
3.遺蹟化石
保留在岩層中的古生物生活時的活動痕跡及其遺物叫做遺蹟化石。其中，古生物的遺物又可以成為遺物化石。
遺蹟化石很少與留下遺蹟的古生物實體化石同時保存，因此很難確定兩者之間的對應關係。遺蹟化石能夠充分說明地質歷史時期某些生物的存在及其生活方式，它們使古生物留下的記錄更加豐富，給我們提供了更加全面地了解古生物的線索。
最吸引人的遺蹟化石當屬脊椎動物的足跡，根據足跡的大小、深淺和排列情況，科學家能夠推測留下這些足跡的古動物的身體是重還是輕、行走的步態是漫步、快跑還是跳躍。根據足跡上有爪印還是有蹄印，科學家可以推斷這些動物是肉食者還是植食者。坐落在北京動物園附近的中國古動物館內就珍藏著許多大大小小的恐龍腳印，通過這些遺蹟化石你可以想像到在1億年前的地球上恐龍漫步或賓士在遠古大地上的情景。
此外，常見的遺蹟化石還有蠕形動物的爬跡、節肢動物的爬痕、舌形貝和蠕蟲在海底鑽洞留下的潛穴以及某些動物的覓食痕跡等。
自從古人類出現以後，他們在各個發展時期製造和使用的工具及其它各種文化遺物也都屬於遺物化石。如果你到我們中國古動物館來，你會在裡面的“樹華古人類館”里欣賞到上百件體現著遠古人類智慧的珍貴的舊石器、骨器等遺物化石。本館館主龍子還曾經在一位農民手中見到過一件1萬多年前的古人類用猛獁象的骨頭製造的短劍，製作得異常精細，簡直跟近代士兵用的匕首一樣，血槽里還殘存著狩獵時沾著的獸血變質後形成的油黑色的殘留物。通過這把短劍，我似乎看到了我們祖先在1萬多年前茹毛飲血的原始生活場景，但我更加感受到了我們祖先利用智慧在嚴酷的生存競爭環境里拼搏不息的頑強精神。正是靠著這種精神和智慧，我們人類終於一步步地進化發展到了今天，成為了主宰地球的主人。
4.化學化石
在大多數情況下，古生物的遺體都因遭到破壞而沒有保存下來。但是在某種特定的條件下，組成生物的有機成分分解後形成的胺基酸、脂肪酸等有機物卻可以仍然保留在岩層里。這些物質看不見、摸不著，但是卻具有一定的有機化學分子結構，足以證明過去生物的存在。因此，科學家就把這類有機物稱為化學化石。
化學化石的研究對探明地球上生命的起源和闡明生物進化的歷史具有重要的意義；由於不同地質時期各類生物有機成分多有差異，對化學化石的進一步深入研究對解決生物分類和劃分對比地層都將起到一定的作用。對化學化石的研究目前仍處於探索階段，但是已經顯露出了巨大的發展前景，因此而產生的一門新興學科——古生物化學在不久的將來必將會得到迅速的發展並對整個古生物學科帶來巨大的推動作用。
特殊的化石類型
琥珀—古代植物分泌出的大量樹脂，其粘性強、濃度大，昆蟲或其他生物飛落其上就被沾粘。沾粘後，樹脂繼續外流，昆蟲身體就可能被樹脂完全包裹起來。在這種情況下，外界空氣無法透入，整個生物未經什麼明顯變化保存下來，就是琥珀。
中藥店的龍骨—被人們用作中藥的龍骨，其實主要是新生代後期尚未完全石化的多種脊椎動物的骨骼和牙齒石，絕大部分是上新世和更新世的哺乳動物，諸如犀類（Rhinocerotidae）、三趾馬(Hipparion spp.）、鹿類（Cervidae）、牛類（Bovidae）和象類（Proboscidae）等的骨骼和牙齒，甚至偶然還攙雜少量人類的材料。至於視為上品的五花龍骨或五花龍齒，顏色不像一般呈單調的白、灰白或黃白，而是在黃白之間尚夾雜有紅棕或藍灰的花紋．比較好看，則是象類的門齒。
古生物博物館
中國古動物館
在北京天文館西側、白石橋與動物園之間的丁字路口向南望，路邊東側可見一座掩映在高大的楊樹林之中的青色古堡式建築，這就是充滿神秘色彩的中國古動物館。這裡展示著堪稱世界一流、亞洲之最的古生物化石，僅恐龍就有二十多種：有身長22米的龐然大物馬門溪龍，也有一米來長、火雞般大小的小型恐龍；有溫文而雅、行動遲緩的食草動物；也有兇猛殘暴、長著尖齒利爪的肉食動物。這裡還有各種各樣的史前怪獸，國小五年級課本中《黃河古象》這一課所描繪的古黃河象的整體骨架化石就陳列在這裡。此外館裡還有古魚類、古鳥類化石以及許多形象生動的仿真恐龍模型等。
中國古動物館展品
中國古動物館展品自貢恐龍博物館
自貢恐龍博物館建築設計新穎，造型別致，由若干座大小不等、形狀各異、功能有別的石砌體建築構成，好似一塊塊大砂岩狀體錯落有致的散布在一片亞熱帶植物群之中。其中一座中空的橢圓球形石砌體，坐落在一片綠色環狀草坪之中，遠看像一個碩大的恐龍頭，又好似一個巨大恐龍蛋，這就是大型石雕："史前魂"。博物館主館建築粗獷樸實，簡練渾厚，氣勢寵偉，其造型呈岩窟狀，遠望如一堆黃色巨石，與周圍中生代殘存植物相映生輝，給人一種遠古洪荒的印象。
從"龍宮"大門進去，一步跨過時間千萬載，進入遠石恐龍時代，眼前呈現的是一個蔚為壯觀的史前景象：中央大廳地下室和化石埋藏廳，好似一個龐大的"恐龍公墓"，眾多的動物遺骸，酷似慘遭殺戮後被"活埋"的"萬龍坑"。這種神奇的自然景觀，令人嘆為觀止。化石埋藏廳是自貢恐龍博物館的精華，面積約1000平方米。現已剝露出重疊交錯堆積的多種恐龍化石和共生動物化石約40個個體材料。所有化石都保持其原始埋藏狀況。
成都理工大學博物館
成都理工大學博物館位於成都市成華大道三段，始建於1960年，是一座以地學為主的自然博物館。
祿豐恐龍博物館
祿豐恐龍博物館位於被譽為“恐龍之鄉”的雲南省楚雄州祿豐縣縣城，占地面積三千平方米，建築面積一千六百多平方米，於1989興建，1991年建成，並於同年10月26日第一屆“恐龍文化節”正式對公眾開放，是國內第一家縣級恐龍博物館。
祿豐恐龍博物館以“立足祿豐、服務社會”為宗旨，充分發揮社會教育的功能。自開館以來，已接待國內外觀眾近40餘萬人次，並與國內外眾多學術機構和社會團體建立了經常性的學術文化交流機制，舉辦了一系列學生科普夏令營活動，祿豐恐龍化石還到日本、美國、台灣等地進行過學術交流展出。
中國地質博物館
中國地質博物館創建於1916年，是中國成立最早、目前亞洲規模最大的國家級地質學博物館，在中外博物館界久負盛名。該館以歷史悠久、典藏量大、珍品率高、陳列精美、科研成果豐碩稱雄於亞洲地學博物館。不僅具備典藏、科學研究、社會教育三大傳統功能，而且富有時代特色，融科普、教學、學術交流、觀賞、休閒於一體，社會影響日益廣泛。
該館典藏各類地質標本20萬件，其中世界上最高大、保存最完好的恐龍化石——“巨型山東龍”，以藏量大、珍品多聞名於世的“中華龍鳥”等原始鳥類系列化石，中國目前發現最早的古人類化石——雲南元謀人牙齒化石；山頂洞人遺址中發掘的石器、石珠、骨針、骨飾，以及“水晶王”、巨型螢石等，都是國寶級的珍品。
北京自然博物館
北京自然博物館位於首都南城中軸線上的天橋地區，背靠世界文化遺產天壇公園，面對現代化的天橋劇場，具有特殊的文化環境。她的前身是成立於1951年4月的中央自然博物館籌備處，1962年正式命名為北京自然博物館。
北京自然博物館的館藏標本約20餘萬件，其中有相當數量為國家一、二類保護的動物植物標本，還擁有一定數量的模式標本以及具有特殊意義的珍貴標本，許多標本在國內、國際上都堪稱孤品，包括世界聞名的古黃河象頭骨化石、長26米的巨型馬門溪龍、世界上最早鳥類之一的三塔中國鳥以及完整的整窩恐龍蛋化石等。館內還收藏著世界各國友好人士贈送給中國國家領導人的部分禮品標本，如葛摩總統訪華時贈送給江澤民同志的珍貴的拉蒂邁魚（矛尾魚）標本、早年越南胡志明送給毛澤東的亞洲象標本、朱德轉送的鱷魚標本等各類禮品標本。其中比較珍貴的還有澳大利亞贈送中國的恐鳥骨骼標本，這種地球上最大的鳥已經於1885年在我們這個星球上滅絕，而這件標本也是保存在中國的唯一的恐鳥標本。
天津自然博物館
另一種是華北、西北現代動植物區系標本。鳥類和哺乳類基本齊全，昆蟲類達23萬號之多，植物標本中最具特色的是西北荒漠植物。
上海自然博物館
在古動物史陳列廳展出的180件展品中，最引人注目的是大廳中央的合川馬門溪龍和黃河古象：前者身長22米，肩高3.5米，體重幾十噸，發掘於四川合川縣，為世界上最大的恐龍之一；後者體長8米，身高4米，一對門牙就有3米長，發掘於甘肅東部黃土高原，也是古獸中的龐然大物。此外，還有許氏祿豐龍、多棘沱江龍、魏氏準噶爾翼龍、恐龍蛋、恐龍腳印、玄武蛙、魚龍、雷獸、巨犀等古動物化石。
大連自然博物館
大連自然博物館是中國自然歷史性博物館。位於遼寧省大連市勝利橋北。建築面積5100平方米，陳列面積2470平方米。館舍為俄式建築，建於1900年以前，原是沙俄帝國侵占大連時的市政廳，1925年3月擴建為滿蒙物資參考館，1926年改名為滿蒙資源館，1931年末更名為滿洲資源館。1945年歸屬中長鐵路大連分局，定名為東北資源館。1950年由大連市人民政府正式接管，1959年改名為大連自然博物館。
該館有藏品5萬多件，一級藏品264件。其中大型鯨類、儒艮、白鰭豚、大熊貓、金絲猴、針鼴、鴨嘴獸、朱䴉、極樂鳥、蜂鳥及最早的食蟲類遠藤獸化石等，均為世界珍貴標本。黑露脊鯨體長17.1米，體重 66.7噸，是目前亞洲最大的黑露脊鯨外形標本。長鬚鯨體長18.4米，體重34.7 噸，是中國目前唯一的長鬚鯨外形標本。古蓮子被埋藏距今約821～1251年，經過培育仍可發芽開花。該館還保存著成套的台灣省昆蟲和大量的世界昆蟲標本及德國、日本、朝鮮、蘇聯等國的岩礦標本。其中朝鮮半島的正長石晶族，其晶簇之大，晶形之美，為國內外罕見。
德國森根堡自然博物館
森根堡自然博物館從世界各地收集的動植物標本、古生物化石標本和礦物岩石標本有數百萬件，許多館藏都是稀世之寶。其中的古生物展品非常豐富，包括各種古魚類、恐龍、魚龍、翼龍、始祖鳥和哺乳動物等各種門類。博物館中的陳列也非常講究，例如其中的象類展廳，以各種古象的臼齒化石為實證反映了象類的起源與演化關係，然後以這些象類化石為依據形象地繪製出象類在整個地球上發展、散布和演化的過程圖，給觀眾以直觀的印象，最後，將幾種大象的骨架和同等大小的復原模型與現代鯨魚的巨大骨架陳列在一起，使觀眾感受到生物界大千世界裡各種生物“萬類霜天競自由”般的奇異。
美國自然歷史博物館
