Los fósiles son los restos o señales de la actividad de organismos pretéritos. Dichos restos, conservados en las rocas sedimentarias, pueden haber sufrido transformaciones en su composición (por diagénesis) o deformaciones (por metamorfismo dinámico) más o menos intensas. La ciencia que se ocupa del estudio de los fósiles es la paleontología. Dentro de la paleontología están la paleobiología, que estudia los organismos del pasado —entidades paleobiológicas, que conocemos solo por sus restos fósiles—, la biocronología, que estudia cuándo vivieron dichos organismos y la tafonomía, que se ocupa de los procesos de fosilización.
Etimología y evolución del término
El vocablo fósil se deriva del verbo latino fodere, 'excavar', a través del sustantivo fossile, 'aquello que es excavado'.
A lo largo de toda la historia, y antes, en la prehistoria, el hombre ha encontrado fósiles, restos de seres vivos petrificados por los minerales con los que se hallaban en contacto. Fueron esos minerales los que sustituyeron o preservaron su forma externa.
El hombre primitivo les atribuía un significado mágico. Los autores de la Antigüedad clásica los habían observado y, en general, interpretado correctamente. El término fósil lo empleaba ya Plinio en el siglo I, y su uso fue recuperado en el siglo XVI por Agricola, aludiendo a su carácter de cuerpo enterrado (como derivado de fossa) e incluía tanto los restos orgánicos como los cuerpos minerales integrados en los materiales de la corteza terrestre. Esta situación se mantuvo hasta principios del siglo pasado, si bien es verdad que los auténticos fósiles solían diferenciarse como fósiles organizados.
El geólogo británico Lyell definió a los fósiles como restos de organismos que vivieron en otras épocas y que actualmente están integrados en el seno de las rocas sedimentarias. Esta definición conserva su validez, aunque actualmente el término tiene una mayor amplitud, ya que se incluyen en él las manifestaciones de la actividad de organismos como excrementos (coprolitos), restos de construcciones orgánicas, huellas de pisadas, impresiones de partes del cuerpo, dentelladas (icnofósiles), etc.
Existen regiones de la Tierra que son conocidas por su particular riqueza en fósiles; por ejemplo, las pizarras de Burgess Shale en la Columbia Británica de Canadá, la caliza de Solnhofen en Alemania o los estratos ricos en dinosaurios de la Patagonia.
En España, destacan Atapuerca y Las Hoyas. El primero es un rico yacimiento del Pleistoceno donde se han encontrado, entre otros, abundantes fósiles de homínidos. El segundo es conocido por la presencia de Iberomesornis.
Los lugares que hacen posible una preservación excepcional (incluso a veces conservando señales de tejidos blandos) son conocidos como Lagerstätten (lugares de almacenamiento, en alemán).
Los fósiles más antiguos son los estromatolitos, que consisten en rocas formadas por la precipitación y fijación de carbonato cálcico merced a la actividad bacteriana. Esto último se ha podido saber gracias al estudio de los estromatolitos actuales, producidos por tapetes microbianos. La formación Gunflint contiene abundantes microfósiles ampliamente aceptados como restos microbianos.
Hay muchas clases de fósiles. Los más comunes son restos de ammonoidea, caracoles o huesos transformados en piedra. Muchos de ellos muestran todos los detalles originales del caracol o del hueso, incluso examinados al microscopio. Los poros y otros espacios pequeños en su estructura se llenan de minerales.
Los minerales son compuestos químicos, como la calcita (carbonato de calcio), que estaban disueltos en el agua. Al pasar por la arena o el lodo que contenían los caracoles o los huesos, los minerales se depositaron en los espacios de su estructura. Por eso los fósiles son tan pesados.
Otros fósiles pueden haber perdido todas las marcas de su estructura original. Por ejemplo, una concha de caracol originalmente de calcita puede disolverse del todo después de quedar enterrada. La impresión que queda en la roca puede llenarse con otro material y formar una réplica exacta de la concha. En otros casos, la concha se disuelve y tan solo queda el hueco en la piedra, una especie de molde que los paleontólogos pueden llenar con yeso para descubrir la forma del resto.
Desde un punto de vista práctico distinguimos:
nanofósiles (visibles al microscopio electrónico).
microfósiles (visibles al microscopio óptico).
macrofósiles o megafósiles (aquellos que vemos a simple vista).
Los fósiles, por lo general, solo muestran las partes duras del animal o planta: el tronco de un árbol, el caparazón de un caracol o los huesos de un dinosaurio o un pez. Algunos fósiles son más completos: registran una mayor cantidad de información paleobiológica. Si una planta o animal queda enterrado en un tipo especial de lodo que no contenga oxígeno, algunas de las partes blandas también pueden llegar a conservarse como fósiles.