目前，在已知的星球中，人们仅在地球上发现有生物，包括微生物、植物、动物和人类。从38亿年前的单细胞藻类到现代人类，生物经历了从低级到高级、从简单到复杂的漫长演变过程。在这个过程中，它们受制于自然环境的千变万化，适应者生，逆行者亡，不断演替进化，形成了不同时代，不同种类，数以万计的生物群体，整个地球因生物而充满生机，每种生物都是它所在时代和环境的产物，都记录着地球的演变历史。
生物都会经历生老病死，世代交替的过程。生物的遗骸保存在地层中，经过石化，形成化石。许多古代的生物已经灭绝，能保留痕迹的就是化石，包括生物的整体和肢体化石，以及植物的孢粉、植硅体等。化石是天然的文物，是地球的档案，是古生物学的核心。古生物学是联系地学与生物学的根本纽带，早期地球科学的奠基，地球历史的建立，古气候、古环境、古生态的恢复与重建，很大程度依赖于古生物学，也依赖于各种化石的鉴定与认知，化石成为一把解开自然奥秘的金钥匙。地球有许多陆地和海洋，它们之间有怎样的联系？生物化石提供了有力证据，并为大陆漂移说奠定了基础。
即使寻找石油，也得益于古生物化石的研究与发现。年长的人都知道，中国过去是贫油国，许多人都认为中国缺少产石油的海相地层，很难找到石油；但老一辈地质学家研究发现，中国的陆相（湖相）地层存在着类似国外产油的海相地层中的介形虫、有孔虫化石，因此推断，含有这类化石的陆相地层很可能产油，经过打钻勘探验证了这种理论推断。谁能想象，小小的介形虫化石，却帮助我们找到了大庆、克拉玛依等大型油田！这是中国学者寻找石油的理论与实践的一次重大创新。
化石看似是死亡的、静止的，但它确是生命的象征。人类不仅要鉴定它的结构特征，弄清它是什么生物种属，更要让它所代表的生物活灵活现，重新回到它当初生存的时代和环境，重建生物演变历史和相应的生态环境，探讨生物对生态环境的依存关系，这对于那些已经灭亡的生物尤为重要。比如我们较为熟悉的恐龙，在中国，从黑龙江到广东，从新疆到山东，几乎到处都曾发现恐龙化石和恐龙遗迹，其种类之多，分布之广，持续时间之长，全球少见。为什么当年会有这么多的恐龙在华夏大地上繁衍生息？它们是如何生存又是如何灭亡的呢？仅看到恐龙呲牙咧嘴，奇形怪状还不够，还要把它与生存环境紧密联系起来，食肉者，食的是什么肉？吃草者，吃的是什么草？如此庞大的生物怎么说灭绝就灭绝了呢？
人类是万物之灵，尽管在近46亿年的地球历史中存在的时间仅是一瞬，却对地球的发展有着重要影响。以研究古人类为宗旨的考古学，涵盖了人类学、历史学、地质学、工程学……对探索人类的起源、演化和发展有着重要意义。人类在依赖和适应环境变化中诞生；在向大自然索取和掳夺的过程中求得生存发展，同时也给人类自己带来深重灾难；与自然协调发展是人类生存的必然选择。人类必须尊重自然，保护自然。社会再进步，适于人类生存的环境还是要回归自然。中华民族倡导“天人合一”“生态文明”的理念，就是尊重自然、保护人类共同家园的具体体现。
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