miniatura|Fòssil de Smilodon, un fèlid de dents de sabre Un fòssil és un conjunt de restes d'un organisme que visqué en el passat o una traça de les seves activitats que s'ha conservat en roques sedimentàries com a resultat d'un procés fisicoquímic. Aquestes restes es poden transformar o deformar en major o menor mesura. La ciència que estudia els orígens i el desenvolupament de la vida a partir dels fòssils és la paleontologia.
Els fòssils més coneguts són les restes d'esquelets, closques i cuirasses d'animals. Altres tipus de fòssils són les petjades i les impressions que deixen els organismes en els sediments. En un cas extrem, el petroli, un fluid compost d'hidrocarburs d'origen orgànic, s'ha de considerar tant una roca sedimentària com un fòssil químic.
Els fòssils més antics coneguts provenen del sud-est de Groenlàndia i pertanyen a bacteris de fa 3.700 milions d'anys.
Etimologia i recerca Ja en l'antiguitat clàssica, escriptors com Empèdocles, Heròdot i Pausànies identificaren els fòssils com a vestigis d'organismes primitius que havien viscut quan el nivell del mar era diferent. En canvi, altres autors, com Plini el Vell i Aristòtil, creien que eren o bé artefactes naturals formats per una força misteriosa —la vis plastica— o bé minerals que maldaven per imitar les formes de les plantes i els animals. En el Renaixement, savis com Bernard Palissy i Leonardo da Vinci també reconegueren els fòssils com el que eren, adduint que, si fossin artificials, tots tindrien la mateixa mida, la mateixa forma i el mateix estat de conservació. En aquesta època, es convertiren en objectes de col·leccionisme preuadíssims. Entre els col·leccionistes més dignes d'esment d'aquesta època hi ha el papa Sixt V, fundador de la col·lecció vaticana, i Hans Sloane, el material del qual esdevindria el germen del Museu Britànic. A finals del , l'estudi necessari per a la catalogació dels fòssils començà a prendre forma de ciència amb les obres de Boëtius de Boodt i Edward Lhuyd, seguits per Johann Jakob Scheuchzer i Louis Bourguet. Les primeres descripcions de microfòssils també es publicaren cap a aquest període.
El caire científic que anaven prenent les investigacions no impedí que alguns erudits veiessin en els fòssils una demostració de la veracitat d'episodis bíblics com el diluvi universal. A l'altra banda del debat, Georges-Louis Leclerc, comte de Buffon, feu servir la geologia i la biologia com a arguments per refutar el discurs bíblic, estimant l'edat de la Terra en 75.000 anys —una xifra molt inferior a la real, però molt superior als 6.000-8.000 anys que havia defensat tradicionalment l'Església i que eren la xifra comunament acceptada en aquell temps. De totes maneres, ni Buffon ni els seus contemporanis podien concebre la possibilitat que una espècie desaparegués per sempre més, així que atribuïen les restes a animals vivents fins i tot quan provenien de regions molt distants de la seva distribució actual.
L'ús del terme fòssil, que deriva del verb llatí fodere, ‘excavar’, a través del substantiu fossile, ‘allò que és excavat’, fou recuperat al per Georgius Agricola, i al·ludeix al seu caràcter de cos enterrat (com a derivat de fossa) i inclou tant les restes de l'organisme com els seus cossos minerals integrats en els materials de l'escorça terrestre. Aquesta curiosa situació es mantingué fins a principis del , si bé la veritat és que els autèntics fòssils solien diferenciar-se com a fòssils organitzats.
Entre 1667 i 1700 Robert Hooke donà una sèrie de conferències a la Royal Society a Londres en les quals exposà que els fòssils són les restes d'organismes que havien viscut en el passat, i que el seu descobriment en llocs força estranys de l'escorça terrestre s'explica per les reubicacions de terra i mar resultants de terratrèmols. Charles Lyell a Principles of Geology definí els fòssils com a restes d'organismes que havien viscut en altres èpoques i que actualment estaven integrats al mig de les roques sedimentàries, una definició conserva la seva validesa, encara que actualment sol donar-se una major amplitud al terme, incloent-hi les manifestacions de l'activitat de l'organisme, com ara excrements (copròlits) i restes de construccions orgàniques, petjades, impressions de parts del cos (icnofòssils) o, fins i tot, marques de dents, esquelets o troncs.
Els fòssils continuen sent estudiats, utilitzant cada vegada tècniques més modernes. L'aplicació d'aquestes tècniques comporta noves observacions que modifiquen a la vegada plantejaments equivocats. Així, per exemple, després d'una revisió realitzada el 2006 amb tècniques topogràfiques de rajos X, es conclogué que la família que conté els cucs Markuelia tenia una gran afinitat amb els cucs priapúlids, i és adjacent a la branca evolutiva dels priapúlids, nematodes i artròpodes.
Localització
Existeixen regions de la Terra que són conegudes per la seva particular riquesa en fòssils; per exemple, els esquists de Burgess de la Colúmbia Britànica del Canadà, les calcàries de Solnhofen o els estrats rics en dinosaures de la Patagònia andina xilena i argentina.
A Espanya destaca Atapuerca i Las Hoyas. El primer és un ric jaciment del Plistocè en què s'han trobat, entre d'altres, abundants fòssils d'homínids. El segon és conegut per la presència dIberomesornis.
miniatura|Rusophycus, generalment interpretat com un rastre de trilobits miniatura|Tronc petrificat dAraucarioxylon arizonicum. Els materials originals han estat substituïts per altres minerals, sense perdre l'estructura.
Els llocs que presenten una conservació excepcional (a vegades conservant fins i tot els teixits tous) són coneguts com a lagerstätten (‘llocs de repòs’, en alemany).
Tipus Els fòssils més antics són els estromatòlits, que consisteixen en roques creades per mitjà de la sedimentació de substàncies, com el carbonat de calci, amb la implicació d'activitat bacteriana. Això s'ha pogut saber gràcies als estudis dels estromatòlits actuals, produïts per mantells microbians. La formació de Gunflint conté abundants microfòssils àmpliament acceptats com a restes microbianes.
Hi ha tot un ventall de classes de fòssils. Els més comuns són les restes de cargols o ossos transformats en pedra. Molts d'ells mostren tots els detalls originals del cargol o de l'os, fins i tot examinats al microscopi. Els porus i altres espais petits de les seves estructures s'omplen de minerals. Els minerals són compostos químics, com la calcita (carbonat de calci), que estaven dissolts a l'aigua. El contacte amb la sorra o el llot en què es trobaven els cargols o els ossos provocà que els minerals ja mencionats es dipositessin als espais de la seva estructura, motiu pel qual els fòssils són tan pesants.
Altres fòssils poden haver perdut totes les marques de la seva estructura original. Per exemple, un cargol originalment de calcita pot quedar dissolt del tot després de quedar enterrat. La impressió que queda a la roca pot omplir-se amb un altre material i formar una rèplica exacta del cargol. En altres casos, el cargol es dissol i tan sols queda el buit a la pedra, una espècie de motlle que els paleontòlegs poden omplir amb guix per descobrir com era l'animal.
Des d'un punt de vista pràctic es distingeixen: microfòssils (visibles al microscopi òptic) nanofòssils (visibles al microscopi electrònic) macrofòssils o megafòssils (visibles a simple vista)
Els fòssils generalment només mostren les parts dures de l'animal o la planta: el tronc d'un arbre, la closca del cargol o l'os d'un dinosaure o un peix. Alguns fòssils són més complets. Si una planta o animal queda enterrat en un tipus especial de llot que no conté oxigen, algunes de les parts toves també poden arribar a conservar-se com a fòssils.
Els més espectaculars d'aquests fòssils «perfectes» són els mamuts llanuts trobats en sòls congelats. La carn d'aquests animals estava tan ben conservada, que encara es podia menjar després de 20.000 anys. Convencionalment es consideren com a fòssils més recents les restes dels organismes que visqueren a l'acabament de l'última glaciació quaternària (Würm), és a dir, fa uns 13.000 anys. Les restes posteriors (neolític, edat dels metalls, etc.) solen considerar-se com a subfòssils.
Finalment, s'han de considerar també aquelles substàncies químiques incloses en els sediments que són indicadors de l'existència de determinats organismes que les posseïen o les produïen en exclusiva. Suposen el límit extrem de la noció de fòssil i caldria parlar de marcadors biològics o fòssils químics.
Icnofòssils
Els icnofòssils són restes de deposicions: empremtes, ous, nius, bioerosions o qualsevol altre tipus d'impressió. Són l'objecte d'estudi de la paleoicnologia.
La majoria d'aquests fòssils es forma perquè s'excava en una superfície de sediment i una capa superposada la plena, deixant un motlle.
Els icnofòssils presenten característiques pròpies que els fan identificables i en permeten la classificació com paratàxons: icnogèneres i icnoespècies. Els icnotàxons són classes de pistes fòssils agrupades per les seves propietats comunes: geometria, estructura, mida, tipus de substrat i funcionalitat. Tot i que a vegades diagnosticar l'espècie productora d'un icnofòssil pot resultat ambigu, en general és possible inferir almenys el grup biològic o el tàxon superior al qual pertanyia.
En els icnofòssils es poden identificar diversos tipus de comportament: filotàxia, fobotàxia, helicotàxia, homostròfia, reotàzia i tigmotàxia.
El terme icnofacies fa referència a l'associació característica de pistes fòssils, recurrents en l'espai i en el temps, que reflecteix directament condicions ambientals tals com la batimetria, la salinitat i el tipus de substrat. Les pistes i empremtes d'invertebrats marins són excel·lents indicadors paleoecològics, sent el resultat de l'activitat de determinats organismes, relacionada amb ambients específics, caracteritzats per la naturalesa dels substrats i condicions del medi aquàtic, salinitat, temperatura i batimetria. Especialment, la profunditat del mar condiciona el gènere de vida dels organismes i, per tant, no és d'estranyar que es puguin distingir tota una sèrie dicnofacies segons la batimetria, on la seva nomenclatura, donada per Seilacher, es refereix al tipus de pistes més freqüents i més característiques de cadascuna.
Un icnofòssil pot tenir diverses interpretacions:
Filogenètica: Estudia la identitat de l'organisme productor. Dona lloc als paratàxons. Etològica: Estudia el comportament de l'organisme productor. Tafonòmica: S'interessa per la posició original i els processos taxonòmics patits. Sedimentològica: Revela les condicions paleoambientals de la formació. Paleoecològica: Estudiada per les icnofacies.
Microfòssils miniatura|Microfòssils de sediments marins «Microfòssil» és un terme descriptiu que s'aplica en parlar d'organismes fossilitzats, la mida dels quals és menor a la que es pot veure amb l'ull humà. Normalment s'utilitzen dos diagnòstics per diferenciar els microfòssils eucariotes i procariotes: Mida: Els eucariotes són de mida sensiblement més gran que els procariotes (en la seva majoria). Un exemple de microfòssils són els animals marins que formen els quitinozous. Complexitat de forma: Les formes més complexes s'associen als eucariotes, ja que tenen citoesquelet.
Fòssil vivent Fòssil vivent és un terme informal utilitzat per referir-se a qualsevol espècie vivent que guarda una gran semblança amb una espècie coneguda de fòssils; es podria dir que és com si el fòssil hagués tornat a la vida.
Els braquiòpodes són un exemple perfecte de fòssils vivents. Lingula és un braquiòpode encara vivent que aparegué per primer cop fa uns 500 milions d'anys. Un altre exemple és el celacant; fou una gran sorpresa trobar aquest peix a les costes d'Àfrica el 1938, quan es pensava que portava 70 milions d'anys extint.
Registre fòssil