Ciencia que estudia los restos de organismos vivos de épocas remotas. Es también conocida como paleobiología y se divide en dos ramas, paleobotánica (vegetales) y paleozoología (animales). Sus descubrimientos son importantes para algunas ramas de la geología (estratigrafía entre otras), y aportan datos fundamentales para la comprensión de la evolución de las especies y la tectónica de placas. Las técnicas empleadas en la exploración y datación de yacimientos se han perfeccionado notablemente en los últimos años gracias al empleo de tecnología moderna.

La etimología griega de la palabra se compone de tres raíces: antiguo, ser y tratado. Así pues, es la ciencia que estudia, bajo todos sus aspectos, los organismos que vivieron en el pasado en la Tierra, busca sus posibles relaciones mutuas y con el medio en el que se desarrollaron y su distribución en el tiempo. Este estudio se basa en el análisis de los restos de aquellos organismos, que se han conservado a través del tiempo geológico y llegan hasta nosotros formando parte de rocas sedimentarias, a dichos restos se les llama fósiles . La Paleontología por tanto, se ocupa del estudio de los fósiles analizando detalladamente sus estructuras y buscando una interpretación lógica a las características que nos muestran, y comparándolas con las de los organismos actuales.

No obstante, ésta no es una ciencia meramente descriptiva sino que, además, aspira a llegar al conocimiento completo de los organismos que vivieron en el pasado. Es decir, al conocimiento de su comportamiento, modo de vida, condiciones ambientales y bióticas en las que se desarrollaron, causas de su muerte o extinción y relaciones genéticas entre ellos (genealogía).

Existe en la Paleontología un aspecto descriptivo y otro teórico interpretativo, este último ha tomado mayor importancia con el tiempo, a medida que han ido aumentando los conocimientos referidos a los diversos grupos biológicos y los que afectan temas generales como el desarrollo ontogénico, las asociaciones biológicas, los ritmos evolutivos, etc. Por ello la Paleontología se divide en dos grandes áreas: la Paleontología general y la Paleontología descriptiva o Paleontografía. La Paleontología general se ha subdividido en diversas ramas como la Taxonomía, la Paleobiología, la Paleobiogeografía, la Paleontología evolutiva y la Paleontología estratigráfica. La Paleontología descriptiva o Sistemática comprende diversas especialidades, entre ellas la Paleozoología y la Paleobotánica.

La Paleontología precisa del concurso de todas las otras Ciencias Naturales y, aunque algunos piensan que no es más una rama situada entre la Biología y la Geología, se trata en realidad de una ciencia bien establecida que emplea métodos de investigación propios, sin prescindir de otras como las Matemáticas, la Química, la Física nuclear o la Físico-Qímica, que pueden parecer menos afines. Posee también un carácter histórico, ya que investiga la sucesión en el tiempo de los procesos y acontecimientos relacionados con las entidades biológicas, buscando sus causas y efectos. Gracias a ello permite disponer de una cronología estratigráfica y reconstruir la Historia de la Tierra.

Notas históricas

Desde la Antigüedad el hombre se ha interesado por los fósiles. Las primeras nociones e ideas sobre Paleontología datan de la Escuela Pitagórica (siglo VI a.C.), autores como Herodoto y Virgilio ya indican el carácter orgánico de los fósiles, si bien también lanzaron ideas erróneas, mezcladas con pensamientos mitológicos. La Escuela Aristotélica consideró a los fósiles como "caprichos de la naturaleza" (ludus naturae), ideas que en gran parte se conservaron hasta la Edad Media, incluso hasta el siglo XVIII.

En el siglo X, autores como Avicena, que vuelven de nuevo a las ideas aristotélicas, evocaban una misteriosa fuerza creadora de formas animales y vegetales a partir de la materia inerte. Pensadores del Renacimiento como Leonardo da Vinci, retomando ideas pitagóricas, expusieron que los fósiles eran restos de animales marinos que vivieron en el lugar donde se encontraron, y que en ese lugar estuvo el mar. Algunos lo justificaron con teorías diluvistas-religiosas y otros, como el propio Leonardo apuntaron justificaciones basadas en fenómenos de sedimentación y fosilización. No obstante, hasta el siglo XVIII, las teorías aristotélicas tuvieron mayor aceptación.
En la segunda mitad de este siglo, se empiezan a construir teorías más acertadas sobre la verdadera naturaleza de los fósiles, gracias a científicos y pensadores como Guettard, Buffon y Cuvier. Según algunos autores actuales, los fósiles sólo se describieron como tales a finales del siglo XVIII, y el término Paleontología que data de 1830, era utilizado por algunos estudiosos como Lamark, Brongniant, De Biathuilli y Fisher de Waldheim, que pertenecían a escuelas de la época como la creacionista, transformista, neptunista y catastrofista.

Hoy en día se considera a Cuvier como el padre de la moderna Paleontología pues es el primero en utilizar la anatomía comparada para reconstruir e interpretar fósiles, también introduce el concepto de migración geográfica para explicar algunos procesos evolutivos. Contemporáneo a éste, Smith, que estudiaba la Geología, estableció las pautas de la Paleontología Estratigráfica. En 1859, la Teoría de la Evolución de Darwin intenta explicar, sin mucho éxito, que en el registro fósil se encuentran las pautas de la evolución, relacionando todos los organismos entre sí, según el grado de parentesco, e introduce el concepto de selección natural como mecanismo de la evolución. Recientemente la Paleontología sigue dos corrientes creadas gracias a los últimos estudios genéticos. Estas dos corrientes son: por un lado el gradualismo, que afirma que los cambios morfológicos de los organismos vivos se producen de forma gradual y por otro el saltacionismo, que aboga por que estos cambios se producen en períodos cortos, separados por largos espacios de tiempo en los cuales no se producen variaciones morfológicas.

Leyes de la Paleontología

La investigación paleontológica usa y se basa en el principio del actualismo, y utiliza recursos y principios de la Biología como el de la anatomía comparada y la correlación orgánica

Del estudio de los fósiles y su ordenación en coordenadas espaciales y temporales se pueden extraer una serie de leyes empíricas básicas que, al cumplirse en la mayoría de los casos, son la base para el acercamiento al fenómeno paleontológico. Estas leyes, ya indicadas y en cierto modo establecidas por Cuvier, Wallace y Darwin, fueron formalmente enunciadas por Pictet en el siglo XIX, si bien desde entonces se han mejorado y, sobre todo, documentado. De forma resumida se exponen a continuación las Leyes de la Paleontología según las recoge B. Meléndez (1977).

La duración de las especies de las épocas geológicas ha sido limitada .

Esta ley de Pictet se cumple estrictamente tanto para las especies como para grupos taxonómicos mayores. Cada grupo biológico cumple un ciclo vital, pasando desde su aparición por las fases de desarrollo (tipogénesis), dispersión, predominio (tipóstasis) y declinación (tipólisis), hasta su extinción. Esta ley tiene gran importancia en la Geología aplicada.  ya que es el fundamento de los fósiles-guía o característicos.

Las diferencias existentes entre las faunas fósiles y los animales actuales son tanto más acusadas, cuanto más antiguas sean.

Esta ley de Pictet expresa una circunstancia que se cumple en el conjunto de una fauna o flora fósil. Darwin indica esto como apoyo a su teoría de la evolución.

Los animales más perfectos, de organización más compleja, son relativamente más recientes.

Esto indica una progresión en el desarrollo de los grupos biológicos, desde menor a mayor complicación anatómica y en sus relaciones con el ambiente. La reducción de algunos órganos y estructuras (p.ej. reducción de dientes en las aves y cetáceos) confirma esta ley, ya que significan ganancia de eficiencia o eliminación de estructuras no funcionales.

Desde el momento de aparición de un grupo biológico, hasta su extinción, no ha tenido interrupción en su existencia.

Consecuencia directa del Actualismo, esta ley proclama la continuidad de los procesos vitales. Las faltas de registro pueden dar una falsa apariencia de discontinuidad.

Cada especia ha llegado a la existencia coincidiendo, en el espacio y en el tiempo, con otra preexistente estrictamente próxima.

Esta ley de Wallace, afirma que las especies fósiles no están aisladas, sino que las más próximas se encuentran en las misma localidades o en localidades vecinas, por lo que la secuencia natural de especies es también temporal y geográfica.

El orden de aparición de los representantes de un cierto tipo de animales, se reproduce en las fases por las que pasa el desarrollo individual de los más perfectos (y más recientes) del mismo tipo.

También llamada ley de la recapitulación o ley biogenética fundamental, está basada en el concepto de homología  También Haeckel la expresó con la frase: "la ontogenia recapitula la filogenia". Se puede interpretar como que el individuo en su desarrollo embrionario reproduce con más o menos fidelidad una serie de estructuras que estaban presente en sus antepasados o en los embriones de sus ancestros. Un ejemplo son los metápodos tercero y cuarto de algunos artiodáctilos que aparecen unidos en un solo hueso, mientras que en el embrión aparecen separados como en sus antepasados del Paleógeno.

La distribución geográfica de los grupos biológicos ha sufrido cambios en el transcurso del tiempo.

En épocas sucesivas los fósiles de un determinado grupo se encuentran en áreas geográficas distintas, lo que supone que ha variado su área inicial de dispersión, realizando migraciones en determinadas direcciones.

Sistemática

Es el estudio científico de la diversidad de organismos, enfocado a crear sistemas de clasificación que expresen de manera óptima los diferentes grados de similitud que existen entre organismos. Se emplea tanto en Biología como en Paleontología. Ciencia íntimamente ligada con la Taxonomía; algunos autores los emplean como sinónimos, sin embargo, desde un punto de vista estricto, la Taxonomía es el estudio de los principios y prácticas de las clasificaciones, es decir, son las reglas de clasificación formalizadas y seguidas por la Sistemática, y por lo tanto está englobada dentro de ésta.

La clasificación son los procesos, establecimiento y definición de grupos sistemáticos; la nomenclatura es la aplicación de nombres a los grupos creados. Se puede decir que la clasificación es anterior a la nomenclatura.

Todos los organismos actuales y del pasado está clasificados por la Sistemática Biológica o Biosistemática, que mantiene vigentes las reglas de taxonomía y nomenclatura establecidas por Linneo en 1782, actualizadas a través de los denominados Códigos de Nomenclatura Zoológica y Botánica. Los criterios empleados en esta clasificación se basan en caracteres observables, aunque también se suele tener en cuenta datos como la aparición, hábitat y comportamiento de los organismos. Las clasificaciones mas exitosas en Paleontología son las basadas en la morfología externa, la anatomía interna y la fisiología.

La sistemática paleontológica, también denominada Paleontología descriptiva, como decíamos al principio, puede subdividirse en una serie de ramas de diferente envergadura: Paleozoología, Paleobotánica, Paleoicnología, Micropaleontología, etc

Taxonomía

Es la rama de la Biología (o de la Paleontología) que estudia los principios y prácticas de la clasificación. Guarda íntima relación con la Sistemática (estudio científico de la diversidad de organismos), de la que se puede considerar que forma parte.

Linneo, naturalista sueco, fue el primero en establecer las bases de la Taxonomía moderna a mediados del siglo XVIII, con la publicación de clasificaciones de plantas y de animales y el establecimiento de seis categorías taxonómicas: Reino, Clase, Orden, Género, Especie y Variedad. Posteriormente se añadieron nuevas categorías: Fílum (entre Reino y Clase) y Familia (entre Orden y Género). En la actualidad, con el aumento de la cantidad de datos, las categorías taxonómicas también han aumentado; para la sistemática de muchos grupos de organismos se emplean categorías como subreino, superclase, subclase, superorden, suborden, superfamilia, subfamilia.

Reglas taxonómicas:

Si se quiere usar un grupo taxonómico, independientemente de su rango, se usa el término taxón (grupo taxonómico de cualquier rango). También se usa cuando no se conoce la categoría taxonómica completa.

Todas las categorías taxonómicas inferiores están organizadas en un Código Internacional de nomenclatura zoológica.

En este Código Internacional se indica que nos nombres están organizados en tipos nomenclaturales, de forma que el tipo de un nombre es el elemento en el que se basa la descripción en la publicación original según el Código Internacional

El tipo se puede extender también a la designación de categorías superiores.

Al establecer un género nuevo hay que establecer una especie tipo, al establecer una familia nueva hay que establecer un género tipo; etc.

El tipo taxonómico es un concepto nomenclatural y no tiene significado para la clasificación. Se basa en el nombre del taxón y a nivel de clasificación se considera como todos los demás. Son los nombres los que tienen tipo, no los taxones.

Clases de tipos:

Holotipo: único elemento utilizado por el autor de un nombre o bien el único elemento designado por él como tipo.

Sintipo: cualquiera de los dos o más elementos usados por el autor de un nombre que no designó holotipo, o cualquiera de los elementos designados simultáneamente como tipos.

Lectotipo: elemento seleccionado subsidiariamente entre los diferentes sintipos con el fin de que sirva como tipo nomenclatural. Se aconseja que su elección esté basada por las evidencias proporcionadas por el autor del nombre en la publicación original.

Neotipo: elemento escogido para servir como tipo nomenclatural cuando se ha perdido o destruido el holotipo, el lectotipo y lo sintipos.

Otros tipos y nomenclaturas que son complementarias, aunque no indispensables:

Paratipo: ejemplar distinto del holotipo cuando el autor lo ha designado formalmente. El holotipo queda como portador del nombre, los paratipos sirven para explicar de forma más concreta la idea del autor.

Topotipo: ejemplar que no forma parte del material tipo original pero que ha sido recogido en la localidad tipo.

Homónimos: nombres que se deletrean de una manera idéntica pero que están basados en tipos diferentes. El Codigo Internacional expresa que entre dos o más homónimos quedan excluidos para el uso todos los nombres menos el más antiguo.

Sinónimos: dos o más nombres que se aplican a un mismo taxón. Ya que, según el principio de prioridad sólo uno de ellos puede ser el nombre por el que se conozca al mismo taxón, generalmente se emplea el del más antiguo. Existen dos tipos de sinónimos: Nomenclaturales u objetivos (basados en el mismo tipo; sinonimia absoluta); y taxonómicos o subjetivos (basados en tipos diferentes; se considerarán sinónimos mientras sus tipos respectivos se consideren como pertenecientes al mismo taxón).

El estudio científico de la diversidad se puede abordar efectuando clasificaciones filogenéticas mediante diferentes tipos de taxonomías:

Clasificación de tipo evolutivo. Supone que la evolución sigue un modelo bien definido, expresado gráficamente mediante un árbol filogenético, consecuencia de los dos tipos de especiación: filética y geográfica. Hay que tener en cuenta que el árbol filogenético es una simplificación de la naturaleza; para establecerlos se usan diversos sistemas: (1) árboles en el que la dimensión vertical es el tiempo, la horizontal las relaciones entre las líneas filéticas, y el final de la línea representa la extinción; (2) árboles en que las líneas verticales y horizontales representan tiempo y área geográfica, respectivamente; y (3) árboles sin dimensiones geográficas ni tiempo, sólo con la interpretación de la evolución.

Taxonomía numérica

Clasificación mediante el empleo de métodos puramente numéricos, que se desarrolla a partir de los años 50. Basada en las características observables de los organismos, no se usan criterios ontogénicos, ecológicos, estratigráficos, etc. No se da más importancia a una característica observable que a otra.

Taxonomía Cladística

Clasificación basada en una modificación de la anterior. Se da importancia a la similitud morfológica, y ninguna a la posición estratigráfica de los taxones. Se diferencia de la Taxonomía numérica en que la Taxonomía Cladística es mas subjetiva, ya que se emplean criterios como el grado de primitivismo o el tiempo relativo de origen en la filogenia.

Cuando no se conoce el organismo al que pertenece el resto fósil, se sustituye la entidad sistemática ordinaria o taxón, por parataxón, que no tiene la significación biológica de aquellos.

Los nombres de los organismos se latinizan con frecuencia, pero su origen o derivación puede proceder de cualquier idioma. Es frecuente utilizar sufijos particulares para los nombres genéricos de algunos grupos taxonómicos, como por ejemplo -ceras para los ammonites y -graptus para los graptolitos. Cada especie tiene dos nombres, el primero de los cuales es el nombre genérico. Las categorías superiores a la especie se designan como un único término, formado a partir de un nombre genérico, considerado el tipo del taxón de rango superior, al que se añaden sufijos característicos (p. ej. -idae para las familias).

Desde un principio los diferentes autores intentaron diferenciar la nomenclatura entre organismos fósiles y actuales; de aquí, por ejemplo, la terminación -ites (Trilobites, Ammonites, Belemnites, etc.); no obstante, en la actualidad se tiende a nombrar las entidades paleontológicas o paleobiológicas con las mismas reglas que las actuales