在達爾文時代，人們找到的最早化石就屬於寒武紀。寒武紀之前似乎是一片荒蕪，而寒武紀伊始卻出現了大量不同類型的生命，這個現象讓演化生物學家非常困擾。直到 1954 年發現了微生物所形成的微生物蓆 (microbial mats) 化石，才知道早在 35 億年前便已出現了單細胞生物。

在 3.9 億年前的泥盆紀海洋中，有一群三葉蟲，正以意想不到的方式觀察這個世界。根據 2021 年的一項研究，科學家發現這類三葉蟲擁有地球上最複雜的眼睛系統之一：所謂的「超級複眼」，這是自然界中極為罕見、甚至可能是獨一無二的視覺結構。

古生物學家將莫里遜層古生態系這個史無前例的巨大恐龍群聚，如何降低或避開「競爭」視為一大難題。在逐步解開植食性蜥腳類恐龍謎底的同時，他們想到肉食恐龍應該也面臨類似的問題，那要怎麼確定又該如何解謎呢？

中生代的爬行動物被廣泛研究，透過化石標本，科學家們找到了許多與發聲構造有關的證據。將標本中的發聲構造與現生動物進行比對，推測此類動物可能擁有的發聲方式與能力。