Paleontologia studiază resturile fosile ale organismelor dispărute și le stabilește asemănările și diferențele cu organismele moderne. Datele paleontologice ne permit să învățăm despre flora și fauna din trecut, să reconstruim aspectul exterior al organismelor dispărute, să descoperim legătura dintre vechii și cei mai moderni reprezentanți ai florei și faunei.
Dovezile convingătoare ale schimbărilor din timp ale lumii organice oferă o comparație a rămășițelor fosile din straturile de pământ de diferite epoci geologice. Ne permite să stabilim secvența de apariție și dezvoltare a diferitelor grupe de organisme. De exemplu, în cele mai vechi straturi se găsesc rămășițele reprezentanților tipurilor de animale nevertebrate, iar în straturile ulterioare - rămășițele de chordate. Chiar și straturile geologice mai tinere conțin resturi de animale și plante aparținând speciilor similare celor moderne.
Datele paleontologiei oferă o mulțime de informații despre legăturile succesive dintre diferitele grupări sistematice. În unele cazuri a fost posibil să se stabilească forme de tranziție între cele mai vechi și cele mai moderne grupe de organisme, în altele - să se reconstituie seria filogenetică, adică seria de specii care se înlocuiește succesiv unul pe altul.
Pe malurile din Dvina de Nord a fost găsit un grup de reptile de gâște sălbatic. Au combinat semnele de mamifere și reptile. Reptilele din Zverozubye se aseamănă cu mamiferele în structura craniului, a coloanei vertebrale și a extremităților, precum și cu împărțirea dinților în colți, incisivi și rădăcini.
De mare interes din punct de vedere evolutiv este descoperirea lui Archeopteryx. Acest animal, la fel de mare ca un porumbel, a avut semne de pasăre, dar a păstrat caracteristicile reptilelor. Semne de păsări: picioarele posterioare cu forjare, prezența penei, aspectul general. Simptomele reptilelor: un șir lung de vertebre caudale, coaste ventrale și prezența dinților. Archeopteryx nu poate fi un fluturaș bun, deoarece are oase de sân slab dezvoltate (fără chile), mușchii pectorali și mușchii aripilor. Coloana vertebrală și coastele nu erau un sistem rigid de os, stabil în timpul zborului, ca și în cazul păsărilor moderne. Arheopteryxul poate fi considerat o formă de tranziție între reptile și păsări. Formele de tranziție combină simultan semnele grupurilor atât antice, cât și celor mai evolutive. Un alt exemplu este ihthyosteg - o formă de tranziție între creveți de apă dulce și amfibieni.