Розвиток в Давній Час Виникнення палеонтології як наукової дисципліни пов'язане з початком використання викопних решток для визначення геологічного віку і стратиграфічної паралелізації шарів гірських порід. Проте ще задовго до цього багато мислителів і натуралістів висловлювали ті чи інші судження щодо природи скам'янілостей і їхнього походження.
Ксенофан з Колофона (жив приблизно за 600 років до н. е.) знайшов морські мушлі на пагорбах острова Пароса (Егейський архіпелаг), відбитки листя в породах, розвинених на цьому острові, а також ознаки морського походження порід о. Мальти. Ці явища він пояснював періодичними повенями на суші, які, на його думку, знищували людей і їхні оселі. Ксант із Сарда (близько 500 років до н. е.) звернув увагу на скам'янілі мушлі, які він знаходив у Вірменії, Фригії та Лідії далеко від моря, з цього він зробив висновок, що ті місця, де зустрічаються подібні рештки, були колись зайняті океаном, і що взагалі вода і суша постійно змінювали одна одну на одній і тій же площі. Геродот (близько 500 років до н. е.) відзначив присутність морських раковин в горах Єгипту, і це навело його на думку, що колись ця країна була покрита морем.
Проте деякі мислителі давнини розуміли природу скам'янілостей зовсім інакше. Так, Теофраст (близько 300 років до н. е.) думав, що в гірських породах є так звана пластична сила, яка і викликає утворення скам'янілостей.
Розвиток в Середні віки
Правильні уявлення про походження скам'янілостей, що належать деяким філософам давнини, не отримали розвитку в епоху панування середньовічної схоластики, і вчені цього часу звичайно дивилися на скам'янілості як на прояви «пластичної сили», або як на «гру природи». Альберт Великий (1193—1280) визнавав існування в землі «формотворчої сили» (virtus formativa), хоча він у той же час допускав, що тварини і рослини можуть тверднути до стану каменя там, де є «каменетворча сила».
Розвиток в епоху Відродження В епоху Відродження, коли науки починають стрімко розвиватися, виробляються досконаліші уявлення про природу копалин.
Великий італійський художник і вчений Леонардо да Вінчі (1452—1519) в молодості брав участь в проритті каналів в Північній Італії, і під час цих робіт йому часто доводилося спостерігати скам'янілості в гірських породах. Ці спостереження привели його до висновку, що скам'янілості є рештками морських тварин, що жили на місцях, де тепер зустрічаються їхні рештки. Колись море, на його думку, покривало гори, а річки виносили в море мул, який проникав в порожнини раковин; згодом морське дно перетворилося на сушу. Леонардо да Вінчі правильно пояснював походження скам'янілостей і рішуче відкидав думку інших вчених, згідно з яким скам'янілості виникали в землі під впливом зірок. Італієць Джироламо Фракасторо (народився в 1478 або 1483 р., помер в 1553), познайомившись в 1517 р. з мушлями, знайденими при будівництві цитаделі Сан-Феліче у Вероні, відкинув положення про виникнення скам'янілостей внаслідок дії «пластичної сили», як абсолютно неспроможне. Він заявив, що ці копалини не можуть бути рештками тварин, які загинули при описуваному в Біблії потопі, бо в такому випадку мушлі були б лише прісноводними, а не морськими; крім того, вони були б розсіяні по поверхні землі, а не лежали б глибоко всередині ґрунту.
Трохи інакше розумів походження копалин (скам'янілостей) видатний німецький вчений — лікар, мінералог і металург Г. Бауер, більш широко відомий під ім'ям Аґріколи (1494—1555). Копалинами (fossi1ia) він називав і мінерали і скам'янілості (у цьому йому слідували майже всі вчені двох наступних століть). Агрікола вважав, що скам'янілості, або копалини, що зустрічаються в твердих породах, є утвореннями мінерального походження; мушлі, що містяться в скелях, утворилися внаслідок дії теплоти на жирні і в'язкі речовини. Роги Амона (амоніти), белемніти і глоссопетри (зуби акул), на його думку, виділилися і затверділи з водних розчинів подібно до мармуру, вапняку та деяких рудних мінералів. Що ж до скам'янілих листя, стовбурів дерев, кісток риб, то їм він приписував органічне походження: вони були перетворені на камінь під дією «скаменяючого соку» (succus lapidescens), що міститься у воді. Відомий швейцарський вчений Конрад Геснер (К. Gesner, 1516—1565), який народився в Цюриху і працював у Франції і Швейцарії, автор п'ятитомної «Історії тварин», опублікував першу книгу з малюнками скам'янілостей (1565). Про природу скам'янілостей він висловлювався обережно, допускаючи, що одні з «фігурних каменів» (lapides figurati) представляють скам'янілих тварин, а інші є чисто мінеральними утвореннями. Порівнюючи одні скам'янілості з сонцем, місяцем і зірками, а інші — з рослинами і тваринами, він утримувався від певного судження щодо їхнього походження.
Треба сказати, що серед вчених XVI ст. було дуже широко поширена думка, нібито скам'янілості не мають ніякого відношення до організмів і виникають в пластах гірських порід в результаті дії якоїсь сили, якій давалися різні найменування, іноді при цьому говорили про особливий «сік», що викликає скам'яніння. Такі погляди висловлювали італійські вчені XVl ст. Маттіолі, Фалоппіо, Оліві.
На цьому тлі значні заслуги знаменитого француза Бернара Паліссі (В. Palissy, 1510—1590), гончара за професією, який наприкінці XVI ст. рішуче заявив в Парижі, не побоявшись вчених докторів, що викопні раковини — справжні мушлі, які колись відклалися в море там, де вони тепер зустрічаються. Ці погляди він розвивав в книзі, опублікованій в Парижі в 1580 р. під заголовком: «Дивовижні міркування про природу вод і фонтанів, металів, солей, каменів, земель, вогню і емалей». Він стверджував, що йому вдалося знайти багато таких скам'янілих риб і раковин, які не належать до форм, нині сущих в океані. Погляди Паліссі були визнані єретичними, вони не мали успіху навіть на його батьківщині, де вчені відкидали думку про те, що «фігурні камені», схожі на тварин, можуть бути справжніми рештками організмів.
Знадобилося чимало часу для того, щоб правильне розуміння природи скам'янілостей вкоренилося в науці. Після Леонардо да Вінчі впродовж цілих трьох століть це питання залишалося предметом наукових суперечок. Багато вчених вважали скам'янілості «грою природи». Інші, що визнавали органічне походження копалин, зазвичай вважали, що ці останні залишилися на землі після всесвітнього потопу, про який оповідає біблія.
Палеонтологія в XVII і XVIII століттях Данський вчений-анатом Ніколас Стено (N. Steno, 1638—1686), що жив у XVII ст., висловив і обґрунтував положення, дуже важливі для розуміння розвитку земної кори і історії органічного світу. Вивчаючи гірські породи околиць Тоскани в Італії, він прийшов до чудових висновків щодо процесу накопичення опадів і утворення пластів осадових шарів. Стено показав, що мінерали, відкладаючись у воді, розташовувалися горизонтальними шарами. Ці відкладення покривали рештки організмів. Викопні зуби акул, що нерідко зустрічаються в Тоскані, він порівнював із зубами сучасних акул і прийшов до висновку, що всі скам'янілості являють собою рештки організмів. Він розрізняв шість періодів історії тієї ділянки землі, де розташована Тоскана, але ця періодизація не має нічого спільного з періодизацією геологічної історії на підставі вивчення скам'янілостей.
До того ж, запропонована Стено періодизація побудована згідно з послідовністю, що вказується в біблії. Всесвітньому потопу, зокрема, відведено чільне місце. За Стено, він стався в четвертий період, коли вся суша була затоплена і коли з води відкладалися мінерали, які покривали собою органічні рештки, що збереглися до нашого часу у вигляді скам'янілостей.
Не тільки в XVII, а й у XVIII ст., до його середини, багато вчених, які описували скам'янілості і давали їхні зображення, іноді досить хороші, все ще вважали скам'янілості «грою природи», або результатом прояву «пластичної сили», «архітектонічного соку» чи інших факторів, які нібито діють в пластах землі. Так, англійський учений Мартін Лістер (М. Lister, 1638—1712), хороший знавець раковин нині живих молюсків, рішуче висловлювався проти того, що скам'янілості можуть бути рештками якихось тварин. Скам'янілості для Лістера лише схожі на раковини «камені свого роду», що утворилися в гірських породах і «ніколи не були частиною якої-небудь тварини». І все-таки вже протягом XVII ст., особливо ж у другій його половині, виникла досить велика література про скам'янілості. В ряді праць наводилися їхні зображення, іноді дуже хороші, а за подібністю з сучасними організмами — пластинчастозябровими, черевоногими, морськими їжаками тощо — скам'янілостям давали назви, що вказують на таку подібність (наприклад, пектиніти, букциніти тощо). Деякі вчені наблизилися до розуміння зв'язку між викопними формами і гірськими породами різних родів. Так, Лістер зауважив, що різні скам'янілості характерні для різних порід.
Англієць Е. Луїдіус (Ed. Luidius) у своїй добре ілюстрованій праці про скам'янілості, що зустрічаються у Великій Британії, описав в 1699 р. не менше тисячі видів; і все-таки він виходив з помилкової ідеї виникнення скам'янілостей в землі внаслідок дії якихось випарів ; Швейцарський лікар К. М. Ланг (1670—1741) опублікував в 1708 р. у Венеції «Історію фігурних каменів Швейцарії», що містить на особливих таблицях безліч хороших малюнків скам'янілостей. Походження скам'янілостей він приписував пилоподібним зародкам, що проникають в землю.
При такому стані речей було можливим опублікування в 1726 р. праці німецького вченого, професора І. Б. Берінгера (Joh. Beringer), де, поряд з незаперечними копалинами з черепашкового вапняку Вюрцбурга, були зображені й описані фігурки, виготовлені студентами заради жарту. На великих таблицях зображені не тільки такі «викопні» тварини, як слимаки, комахи, саламандри, жаби, а й фігурки сонця, місяця, зірок і єврейські письмена.
Швейцарський вчений І. Шейхцер (Joh. Scheuchzer, 1672—1733) опублікував в 1702 р. працю, де казав, що «фігурні камені» є результатом гри природи. Пізніше, однак, він писав, що викопні рештки належать організмам, які загинули під час легендарного всесвітнього потопу. В 1726 р. він описав викопний кістяк, який він прийняв за рештки людини, що загинула під час всесвітнього потопу. Ця «людина» — сумний свідок потопу — виявилася величезною саламандрою, яку Кюв'є в честь Шейцхера назвав Andrias scheuchzeri.
До середини XVIII ст. в науці вкоренилося положення, що скам'янілості є рештками організмів, які жили колись, а не є просто «фігурним камінням». Це було важливе досягнення у розвитку знань про скам'янілості.
Після того як було відкинуто ідею про виникнення копалин в гірських породах, ще досить довго існувала інша омана, безглуздість якої була зрозуміла ще Фракасторо, віра в те, що копалини являють собою рештки організмів, які загинули при всесвітньому потопі, описуваному в біблійній казці про потоп і Ноїв ковчег.
У XVIII ст. швидко і з всезростальними темпами збільшується число праць, що містять описи та зображення скам'янілостей. Деякі автори цих книг мало цікавляться питанням про те, як виникли скам'янілості, інші бачать в них рештки тварин, які загинули при потопі, але треті вже розуміють, що оприлюднені ними описи та зображення дають уявлення про організми, що жили в різні часи.
Як приклади великих описових творів з хорошими зображеннями копалин можна згадати монографії німецьких вчених І. Т. Клейна (J. Klein, 1770), П. Байєра (Р. Baier, 17.12; 1730, друге, доповнене видання вийшло в 1757 р.), роботи швейцарців Л. Бурге (L. Bourguet, 1721) та І. Геснера (J. Gessner, 1758). У 1784 р. Буртин (Burtin) опублікував атлас копалин Бельгії. У Франції про копалин тварин та рослини писав в 1718і 1722 рр. А. Жюссьє, а Е. Бертран (Е. Bertrand) створив і випустив в 1763 р. «Словник скам'янілостей». У Нюрнберзі в 1755—1775 рр. було видано чудову чотиритомну працю Г. Кнорра (С. Knorr) і І. Вальха (J. Walch) «Збори пам'яток природи і природна історія скам'янілостей», яка є зведенням всього того, що було тоді відомо про викопні рештки організмів.