El interés por el origen de los fósiles viene desde la antigua Grecia, en la que existían dos corrientes en cuanto a la forma de interpretar los fósiles. Por un lado estaba la corriente Pitagórica, que interpretaba que los fósiles eran restos de seres vivos petrificados, que en alguna fecha anterior habían habitado la zona. Por otro lado estaba la escuela Platónica, que se limitaba a interpretar los fósiles como meros caprichos de la naturaleza, que había dado lugar a piedras con formas de seres vivos. Aristóteles consideraba a los fósiles unas formas que se habían creado en las rocas como consecuencia de las fuerzas internas. 

Leonardo da Vinci estableció que los fósiles eras restos de animales marinos, por lo que en algún momento el mar había inundado las montañas, y con su posterior retirada, aparecieron los limos donde habían sido enterrados esos animales marinos, que por la presión de los sedimentos, se habían petrificado. 

No fue hasta el siglo XVII cuando médicos y anatomistas como Niels Steensen, de origen danés, y algún otro más de la época, comenzaron a retomar el tema, realizando estudios sobre los fósiles y su relación con seres extintos. Se comenzó a incluir a los seres fósiles dentro de la cadena evolutiva, dando un gran paso en el estudio de la evolución biológica de los seres vivos. En cierto modo se les atribuye su origen biológico, si bien existía una corriente muy difundida, que atribuía el origen de los fósiles (en su mayoría marinos) y su situación en los estratos situados a grandes altitudes sobre el nivel del mar, al Diluvio Universal. Teoría defendida por Woodward. 

En el siglo XVIII se produce un cambio radical, con naturistas como Couvier o Lamarck. Se comienza a establecer la relación entre algunas especies fósiles que ya no estaban presente como seres vivos coetáneos, con algunas catástrofes que habrían provocados grandes extinciones. Cuvier demostró que en teoría se podía reconstruir un ser vivo a partir de piezas o huesos aislados. 

El inglés William Smith estableció las bases fundamentales para el desarrollo de la estratigrafía, basados en dos principios fundamentales:

• Principio de superposición. Dice que cuando dos capas sedimentarias están dispuestas una encima de la otra, la inferior es la más antigua. De este modo se crea la tabla estratigráfica formada por los estratos de rocas sedimentarias ordenadas cronológicamente de más antigua, cuanto más profunda, a más nueva, cuanto más superficial.
• Principio de continuidad. Dice que dos estratos que contengan los mismos fósiles, aunque estén separados geográficamente, pertenecen a la misma época. Esto supone que los estratos pueden ser más grandes de los que afloran, pudiendo encontrarse ocultos bajo otros estratos más modernos, y aflorar a ciertas distancias. 

Con la publicación de "El origen de las especies por medio de la selección natural" de Charles Darwin, en 1859, se produce un gran salto hacia la Paleontología moderna, estableciendo las bases de la evolución de los seres vivos, y sus extinciones. 

Durante el siglo XIX aparecieron importantes paleontólogos europeos, que se dedicaron al estudio de los fósiles que fueron descubiertos en Europa central y occidental, como Ernst Friedrich von Schlotheim, George August Goldfuss o Friedrich August Quenstedt, o como el inglés James Sowerby, entre muchos más.

Mientras tanto, en Estados Unidos se llevó a cabo una auténtica carrera por los descubrimientos de nuevas especies de dinosaurios. Dos paleontólogos, Othniel Charles Marsh y Edward Drinker Cope, colegas inicialmente, llegaron a protagonizar la "guerra de los huesos". A raíz de un primer conflicto en el que Marsh criticó a Cope por sus discrepancias al colocar la cabeza de un Elasmosaurus al final de la cola, en lugar del cuello. A partir de ahí se inicio la competencia para ver quién descubría más dinosaurios, utilizando para ellos las malas prácticas como sabotajes y sobornos. Esto tuvo una cara negativa, por la mala imagen que imprimió a la Paleontología, pero por otro lado, dio lugar a importantes descubrimientos que provocaron una gran avance en el campo de los dinosaurios.

En Inglaterra, Mary Anning, mujer de familia humilde y coleccionista de fósiles por motivos socioeconómicos, llevó a cabo los primeros descubrimientos importantes de Ictiosaurios y Plesiosaurios,  y los primeros Pterosaurios fuera de Alemania. A pesar de las trabas impuestas por la sociedad científica debidas a su género y a su clase social, finalmente consiguió que sus descubrimientos fueran tenidos en cuenta, estableciendo nuevos métodos y prácticas para la paleontología moderna.

El rápido crecimientos de los conocimientos científicos y los medios a su disposición durante el siglo XX, y sobre todo a partir del último cuarto de siglo, provoca una expansión exponencial de la Paleontología. Se introduce el estudio de los estratos. Se multiplican las excavaciones. Se emplean técnicas modernas como el uso de los rayos x o de los microscopios electrónicos. La difusión a través de internet da lugar a un crecimiento enorme del interés por la Paleontología y los fósiles, especialmente en el campo de los dinosaurios, donde los grandes saurópodos o los temibles terópodos carnívoros, se convierten en la atracción y pasatiempo de un gran sector del público. 

En la actualidad, el número de paleontólogos y científicos relacionados con la Paleontología es tan grande, que establecer una lista dejaría a muchos de ellos fuera. Pero por citar alguno, mencionaremos a Jack Horner, nacido en Montana y un gran estudioso de los dinosaurios, con más de un centenar de publicaciones escritas y vídeos divulgativos. Fue supervisor de las películas de la saga "Jurassic Park", de tal manera que el personaje de Alan Grant está basado en Horner. O Robert Thomas Bakker, que lleva a cabo estudios biológicos sobre los dinosaurios descubiertos en Wyoming principalmente.

En España también tenemos algunos destacables paleontólogos que están llevando a cabo labores de recuperación de fósiles de dinosaurios en los diversos yacimientos de la Cordillera Ibérica, como José Luis Sanz, o de los estudios de la evolución humana llevados a cabo en las excavaciones de Atapuerca, como Emiliano Aguirre, Ignacio Martínez Mendizábal o Juan Luis Arzuaga. Aparte de otros muchos más que dedican su tiempo a esta apasionante ciencia. 

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