용어사전

결투 공룡(Dueling Dinosaurs)은 미국 몬태나주 가필드 카운티의 헬크릭층(Hell Creek Formation)에서 출토된 예외적 보존 상태의 화석 표본으로, 티라노사우루스류(NCSM 40000)와 트리케라톱스(NCSM 40001) 두 개체의 거의 완전한 관절 연결 골격이 약 6,700만 년 전의 포식자-피식자 조우 상태로 얽혀 보존된 것이다. 2006년 상업 화석 채집가 클레이턴 핍스와 동료들이 머레이 목장에서 발견했으며, 두 개체 모두 높은 완전성과 관절 연결 상태를 유지하고 있을 뿐 아니라 피부 연조직 인상까지 보존되어 있다. 고정밀 U-Pb 지르콘 연대측정 결과 약 66.897 Ma(후기 마스트리흐트절)로 확인되었다. 소유권 분쟁과 경매 실패로 10년 넘게 과학적 연구가 불가능했다가 2020년 노스캐롤라이나 자연사 박물관 후원회가 약 600만 달러에 인수하여 2024년 공식 등록 및 전시를 시작했다. 2025년 10월 린지 E. 재노와 제임스 G. 나폴리가 Nature에 발표한 획기적 논문에서 티라노사우루스류 골격(NCSM 40000)을 통해 나노티라누스 란센시스(Nanotyrannus lancensis)가 티라노사우루스 렉스와는 별개의 유효한 분류군임을 결정적으로 입증하였으며, 이는 고생물학 역사상 가장 오래 지속된 분류 논쟁 중 하나를 종식시키고 티라노사우루스 고생물학 및 백악기 말 생태계 역학의 전면적 재평가를 촉발한 성과이다.

**라거슈테테(Lagerstätte, 복수형 Lagerstätten)**는 예외적으로 풍부하거나 뛰어난 보존 상태를 보이는 화석 퇴적층을 가리키는 고생물학 용어이다. 1970년 독일 고생물학자 아돌프 자일라허(Adolf Seilacher)가 도입한 이 개념은 두 가지 범주로 나뉜다. **콘첸트라트-라거슈테테(Konzentrat-Lagerstätte)**는 한 장소에 다량의 화석이 밀집된 퇴적층으로, 뼈무덤이나 타르 구덩이처럼 주로 경조직이 집중 보존된 곳이다. **콘제르바트-라거슈테테(Konservat-Lagerstätte)**는 깃털, 피부, 근육, 소화관, 신경 조직 등 연조직까지 보존된 퇴적층으로, 과학적 가치가 극히 높다. 예외적 보존이 이루어지려면 빠른 매몰(오브루션), 무산소 또는 저산소 환경, 미생물 밀봉, 미세한 퇴적물 입자 등 여러 조건이 동시에 충족되어야 한다. 이러한 조건 조합이 극히 드물기 때문에 콘제르바트-라거슈테테는 전 세계적으로 약 700곳 미만이 알려져 있을 뿐이다. 라거슈테테는 일반 화석 기록에서는 사라지는 연체동물의 내부 구조, 무척추동물의 전체 군집 구성, 깃털 공룡의 외피 등 결정적 정보를 제공하여 고생물학의 진보에 핵심적 역할을 해왔다.

자연 미라화는 인공적인 개입 없이 생물의 연부 조직—특히 피부, 힘줄, 케라틴 구조물—이 매몰 전 또는 매몰 과정에서 건조(탈수)나 기타 환경적 메커니즘을 통해 보존되는 화석생성 과정(taphonomic process)이다. 고생물학에서 '미라'라는 용어는 비공식적으로, 대체로 관절이 연결된 골격 위에 광범위한 연부 조직 흔적—특히 피부 압흔 또는 피부 유래 광물 틀—이 남아 있는 화석 표본에 적용된다. 이러한 표본은 광범위한 라거슈테텐(Lagerstätte)식 퇴적 맥락이 아닌 개별적으로 발견된다. 보존을 위해서는 미생물 분해를 앞지르는 조건이 필요한데, 건조 또는 반건조 육상 환경에서의 급속 탈수, 청소동물과 미생물 활동을 억제하는 무산소 또는 저산소 수중 환경, 또는 최근 밝혀진 점토 주형화(clay templating)—매몰 직후 생물막이 매개하는 밀리미터 이하 두께의 점토층이 사체의 외부 표면을 충실히 떠내는 과정—등이 이에 해당한다. 자연 미라화는 골격 화석만으로는 알 수 없는 피부 구조, 체형 외곽선, 심지어 생체분자 조성에 관한 직접적 해부학적 정보를 제공하기 때문에 공룡 고생물학에서 특히 중요하다. 공룡 미라 중에서는 하드로사우루스류(오리주둥이 공룡)가 불균형적으로 많이 발견되는데, 이는 그들의 피부가 내구성이 뛰어나고 피부 보존으로 이어지는 화석생성 과정이 비교적 흔하기 때문으로 해석된다.

보존된 공룡 혈관이란 중생대(약 6,600만~1억 9,500만 년 전)에 해당하는 비조류 공룡의 뼈에서 회수된 혈관 구조물을 가리키며, 유연하고 반투명한 관 형태의 잔존물부터 철 광물로 완전히 광물화된 주조물(cast)까지 다양한 보존 형태를 아우른다. 이 구조물들은 중공의 내강(lumen), 분지 패턴, 점차 가늘어지는 형태, 경우에 따라 내막(tunica intima)·중막(tunica media)·외막(tunica adventitia)에 해당하는 다층 벽 구조 등 현생 척추동물 혈관과 일치하는 형태학적 특징을 보존하고 있다. 보존 기작으로는 사후 헤모글로빈 분해 시 방출된 철이 촉매하는 펜톤 반응(Fenton chemistry)에 의한 단백질·지질 가교결합, 황철석(pyrite)과 그 산화 생성물인 침철석(goethite)·적철석(hematite)에 의한 혈관 통로 충전 및 주조(permineralization), 그리고 구조 단백질을 추가로 안정화하는 당화(glycation) 반응 등이 제안되어 있다. 1966년 공룡 뼈에서 세포 구조가 처음 보고된 이래, 2005년 티라노사우루스 렉스 대퇴골(MOR 1125)에서 유연하고 투명한 혈관이 회수되면서 이 분야는 비약적으로 발전했다. 2025년에는 두 가지 획기적 연구가 발표되었는데, 하나는 6종의 비조류 공룡에서 혈관 보존이 분류군·지질 연대·퇴적 환경에 의존하지 않음을 실증한 연구이고, 다른 하나는 현재까지 발견된 최대 티라노사우루스 렉스 표본인 '스코티'(RSM P2523.8)의 골절된 늑골 내부에 대형 혈관신생(angiogenesis) 혈관 주조물이 원위치(in situ) 상태로 보존되어 있음을 밝힌 연구이다. 이러한 발견들은 특정 화학적 조건 하에서 생물학적 정보가 심시간(deep time)에 걸쳐 존속할 수 있음을 보여줌으로써, 유기 분자 보존의 시간적 한계에 대한 기존 가정에 도전하며, 고생리학·타포노미·분자고생물학에 심대한 시사점을 제공한다.

**분화석(Coprolite)**은 동물의 배설물이 광물화되어 보존된 화석으로, 생흔 화석(trace fossil)의 한 유형이다. 배설물 내부에 포함된 뼈 파편, 비늘, 식물 섬유, 꽃가루, 포자, 기생충 알 등은 고대 동물의 식성, 소화 과정, 먹이 그물 관계를 직접적으로 보여주는 증거가 된다. 분화석의 보존은 주로 인산칼슘(calcium phosphate)의 광물화에 의해 이루어지며, 육식 동물의 분화석이 초식 동물보다 보존 빈도가 높은데, 이는 소화된 뼈에서 유래하는 인산염이 광물화를 촉진하기 때문이다. 분화석은 체화석(body fossil)과 달리 동물의 행동과 생태를 직접 기록하는 자료로, 고대 식물 군집 복원, 기생충 감염 양상, 먹이사슬 구조 파악, 고환경 재구성에 활용된다. 1829년 영국 지질학자 윌리엄 버클랜드(William Buckland)가 화석 수집가 메리 애닝(Mary Anning)이 라임 레지스에서 발견한 표본들을 연구하여 이 용어를 처음 사용하였으며, 해당 논문은 1835년 런던 지질학회 회보에 정식 출판되었다.

생흔화석(흔적화석, 영어: ichnofossil)은 생물의 활동에 의해 형성된 퇴적 구조로, 생물체 자체의 유해가 아니라 행동의 증거를 보존한 화석이다. 발자국, 보행렬, 굴(burrow), 천공(boring), 분화석(coprolite), 위석(gastrolith), 휴식 흔적, 섭식 자국, 방목 자국 등 다양한 생물 기원 구조를 포함한다. 체화석(body fossil)이 생물의 외형을 기록하는 것과 달리, 생흔화석은 이동, 서식, 섭식, 휴식, 포식 등 생물이 '무엇을 했는지'를 기록한다. 생흔화석은 생물과 기질(substrate) 사이의 직접적 상호작용을 반영하므로, 생흔분류학(ichnotaxonomy)이라는 별도의 분류 체계에 따라 형태를 기준으로 분류된다. 하나의 생흔종(ichnospecies)은 유사한 행동을 보이는 서로 관련 없는 생물에 의해 생성될 수 있고, 반대로 하나의 종이 활동과 기질 조건에 따라 여러 생흔분류군을 남길 수 있다. 생흔화석을 연구하는 학문을 생흔학(ichnology)이라 하며, 이는 고생흔학(paleoichnology)과 현생흔학(neoichnology)으로 나뉜다. 생흔화석은 고생물학, 퇴적학, 층서학에서 큰 의의를 지닌다. 고대 행동과 생태 조건에 대한 직접적 증거를 제공하고, 생흔상(ichnofacies) 개념을 통해 고환경 지시자로 활용되며, 석유지질학에서 저류층 특성화에도 널리 적용된다. 캄브리아기의 시작점 자체가 생흔화석 *Treptichnus pedum*의 최초 출현으로 공식 정의되어, 층서학적 중요성을 잘 보여 준다.

속성작용(다이아제네시스)은 퇴적물이 최초로 퇴적된 이후부터 변성작용이 시작되기 전까지 겪는 모든 물리적·화학적·생물학적 변화를 총칭하는 용어이다. 일반적으로 약 200 °C 이하의 온도와 약 300 MPa 이하의 압력 조건에서 작용하며, 대표적 과정으로는 다짐작용(압밀), 교결작용, 용해, 광물 치환, 재결정작용, 그리고 미생물 활동이 있다. 이러한 과정들은 공극률을 감소시키고 광물 조성을 변화시켜, 궁극적으로 고화되지 않은 퇴적물을 고화된 퇴적암으로 변환시킨다. 이 변환을 흔히 암석화(lithification)라 한다. 타포노미(화석화과정학) 관점에서 속성작용은 퇴적물 내에 매몰된 생물 유해가 화석화 과정에서 화학적·구조적으로 어떻게 변형되는지를 좌우하는 핵심 하위 개념이다. 뼈, 치아, 패각 등 생물학적 경조직은 광물상의 용해–재결정, 콜라겐 등 유기 성분의 소실 또는 치환, 주변 공극수로부터의 외래 화학 원소 유입 등 속성작용 과정을 겪는다. 속성 변화의 성격과 정도는 매몰 물질의 원래 조성·공극률·미세구조 등 내재적 요인과, 온도·공극수 화학 조성·pH·산화-환원 조건·매몰 심도 등 외재적 요인 양쪽에 의해 제어된다. 따라서 속성작용에 대한 이해는 화석 기록의 충실도 해석, 고생물의 지화학적·동위원소 분석, 나아가 석유지질학에서의 저류암 품질 평가에 필수적이다.

연조직 보존은 혈관, 골세포(osteocyte), 연골세포(chondrocyte), 신경 섬유, 세포외 콜라겐 기질 등 본래 광물화되지 않은 생체 구조물이 화석 뼈 내에서 수천 년에서 수억 년에 이르는 지질학적 시간을 거쳐 살아남는 속성적(taphonomic) 현상이다. 통상적인 화석화가 골격의 광물 부분만을 기록하는 데 반해, 연조직 보존은 원래의 유기 조직이 지닌 형태학적·분자적 특성 일부를 유지한다. 이러한 보존은 초기 속성 과정에서 작용하는 여러 화학 기작의 결합을 통해 달성된다. 구체적으로는 철 매개 자유 라디칼(펜턴, Fenton) 반응에 의한 구조 단백질 가교결합, 비효소적 당화로 생성되는 최종당화산물(AGEs), 철 산수산화물(침철석 등)에 의한 자생광물화, 그리고 골 광물에 의한 보호적 미세환경이 관여한다. 이 현상은 DNA의 경우 약 10만 년, 단백질의 경우 약 100만 년이 보존 한계라고 여겨졌던 기존 가정에 근본적인 의문을 제기했다. 2005년 메리 슈바이처(Mary Schweitzer)가 6,800만 년 된 티라노사우루스 렉스 대퇴골에서 유연한 혈관과 세포 유사 구조물을 보고한 이래, 연조직 보존은 고생물학에서 가장 활발하게 연구되고 논쟁이 이루어지는 주제 중 하나가 되었다. 그 의의는 여러 학문에 걸쳐 있는데, 골격 형태와 독립적으로 멸종 분류군의 분자 계통 분석을 가능하게 하며, 고대 생물의 생리와 생화학에 대한 창을 제공하고, 속성 과정에서 유기물이 완전히 분해된다고 가정했던 기존의 화석화 모델에 대한 지속적인 수정을 촉구하고 있다.

완모식표본(홀로타입)은 신종을 기재하는 원저 논문에서 해당 종군 분류군의 기준이 되는 단일 표본으로, 그 학명의 적용에 대한 영구적이고 객관적인 참조 기준 역할을 한다. 국제동물명명규약(ICZN, 제4판, 제73조 1항)에 따르면, 완모식표본은 원저에서 원저자에 의해서만 확정되며, 저자가 단 하나의 표본을 명시적으로 지정하거나(원지정) 기재가 단일 표본에만 기반할 때(단모식) 자동으로 확정된다. 국제조류·균류·식물명명규약(ICN, 선전규약, 제9조 1항)에서도 마찬가지로, 저자가 명명법적 기준으로 지시하거나 기준을 지시하지 않았을 때 저자가 사용한 단일 표본 또는 도판으로 정의된다. 완모식표본이 현존하는 한, 그 학명의 적용은 이 표본에 의해 고정되어, 후속 연구자들이 종의 경계를 어떻게 재설정하든 학명의 의미가 변동하지 않도록 객관적 기준점을 제공한다. 완모식표본이 지정되면 모식표본 계열의 나머지 표본들은 부모식표본(파라타입)이 되며, 이들은 담명 기능을 갖지 않는다. ICZN은 1999년 이후 제안되는 모든 새로운 종군 분류군에 대해 완모식표본(또는 명시적으로 지정된 총모식표본)의 확정을 명명법적 적합성의 요건으로 규정하고 있다. 이처럼 완모식표본은 생물 명명법의 초석으로서, 모든 생물 영역에 걸쳐 종 명명의 안정성, 보편성, 재현성을 보장한다.

**족적 화석(Trackway)**은 하나의 동물이 이동하면서 퇴적물 표면에 남긴 최소 세 개 이상의 연속적인 발자국(track)으로 구성된 화석 기록이다. 생흔 화석(trace fossil)의 한 유형으로, 뼈 화석이 동물의 해부학적 형태를 보존하는 것과 달리, 족적 화석은 동물이 살아 있던 순간의 운동 행동을 직접 기록한다. 족적 화석에서는 보폭(stride length), 보행 폭(trackway gauge), 보각(pace angulation) 등 다양한 측정값을 추출할 수 있으며, 이를 통해 보행 자세, 이동 속도, 보행 방식(이족/사족), 사회적 행동(무리 이동, 추격 행동) 등을 추론한다. 족적 화석은 퇴적학적으로 동물이 실제로 생활했던 환경에 직접 형성된 기록이므로, 운반에 의해 원래 위치에서 이탈할 수 있는 골격 화석과 달리 고생태·고환경 복원에 독보적인 가치를 지닌다.

체화석(body fossil)은 생물체 신체의 일부 또는 전체가 보존된 화석으로, 발자국·굴·분화석(coprolite) 등 생물 활동의 흔적만을 기록하는 생흔화석(흔적화석, trace fossil·ichnofossil)과 대비되는 개념이다. 체화석에는 뼈·이빨·껍데기·외골격·골판·목재 등 경조직(hard parts)은 물론, 드물게는 피부·장기·깃털·잎·꽃·씨앗 등 연조직도 포함된다. 고생물학에서 체화석과 생흔화석의 구분은 가장 기본적인 화석 분류 체계에 해당하며, 체화석은 생물의 형태와 해부 구조를 기록하고 생흔화석은 행동을 기록한다. 체화석은 생물 사후 즉시 시작되는 다양한 매몰학적(taphonomic) 과정을 통해 형성되며, 퇴적물 속에 신속히 매몰되는 것이 보존의 가장 핵심적인 조건으로, 포식·풍화·호기성 분해로부터 유해를 보호한다. 매몰 후 경조직은 원래 광물 조성 그대로 보존(비변질 유해)되거나, 공극에 광물이 채워지는 광물충전(permineralization), 원래 물질이 황철석·규소 등 이차 광물로 치환되는 교대(replacement), 동일 화학 조성 내에서 결정 구조가 변하는 재결정(recrystallization), 안정한 탄소 박막으로 남는 탄화(carbonization), 또는 원래 물질이 용해된 뒤 공간이 남아 형성되는 몰드와 캐스트(mold and cast) 등의 경로를 거칠 수 있다. 예외적 조건에서는 호박(amber)·빙하 얼음·타르 구덩이·건조 동굴 등에서도 보존이 이루어진다. 체화석 기록은 광물화된 경조직을 가진 생물에 강하게 편향(taphonomic bias)되어 있으며, 해파리·지렁이·대부분의 곤충 등 연체 생물은 콘세르바트-라거슈테테(Konservat-Lagerstätte)라는 이례적 보존 산지를 제외하면 체화석 기록이 극히 빈약하다.

표준화석은 특정하고 비교적 짧은 지질 시대 구간을 규정·식별하고, 해당 화석이 산출되는 지층을 멀리 떨어진 지역의 동시대 지층과 대비(對比)하는 데 사용되는 화석이다. 생층서학에서 표준화석은 퇴적암 층서 내에서 생물학적 지표 역할을 하여, 지질학자들이 암석 단위에 상대 연령을 부여하고 지리적으로 분리된 지층 단면 간의 시간적 동시성을 확립할 수 있게 한다. 화석이 유용한 표준화석으로 인정받으려면, 해당 생물은 여러 핵심 조건을 동시에 충족해야 한다. 짧은 지질학적 생존 기간(빠른 진화적 교체를 의미), 대륙 규모 이상의 광범위한 지리적 분포, 충분한 개체 수(흔한 산출), 보존 용이성(껍데기나 외골격 같은 경질 부위 보유), 그리고 용이한 동정이 가능할 정도의 뚜렷한 형태적 특징이 필요하다. 해양 생물이 해류를 통해 넓게 분산될 가능성이 높으므로, 가장 효과적인 표준화석은 육상 척추동물보다는 해양 무척추동물과 미화석인 경우가 많다. 표준화석의 개념은 지질 시대표 구축의 토대가 된다. 층(層) 단위 이상의 거의 모든 층서 대비는 생층서학에 의존하며, 지질 시대·세·절의 경계는 전형적으로 지정된 국제표준층서단면과 지점(GSSP)에서 특정 진단 분류군의 최초 출현으로 정의된다. 표준화석이 없다면, 역사 지질학의 근간인 상대 연대 체계를 광역적으로 확립하는 것은 불가능할 것이다.

피부 인상 화석은 생물의 외피(피부) 표면 질감과 패턴이 퇴적암에 음각(negative relief)으로 보존된 화석 유형으로, 원래의 유기 조직 자체는 남아 있지 않다. 고생물학에서 이 용어는 주로 비조류 공룡의 피부가 화석화된 흔적을 지칭하며, 표피 비늘, 결절(tubercle), 기타 외피 구조의 배열, 형태, 크기 정보를 기록한다. 피부 인상 화석은 세립 퇴적물(점토, 실트, 극미세 모래)이 동물 피부의 외부 표면을 감싸고—사체의 피부, 기질에 접촉한 신체 부위, 또는 진흙에 발을 디딘 발바닥 등—유기물이 부패하기 전에 석화될 때 형성된다. 연조직은 화석화 과정에서 거의 보존되지 않으므로, 이러한 인상 화석은 멸종된 척추동물의 외형과 표피 형태를 복원하는 가장 직접적인 증거가 된다. 비늘의 기하학적 형태(다각형, 결절형, 로제트 패턴 등), 신체 부위별 외피 변이, 깃털 유사 구조의 존재 여부 등에 관한 핵심 정보를 제공한다. 따라서 피부 인상 화석은 공룡의 생전 외형을 이해하는 데 있어 과학적으로 가장 가치 있고 대중의 관심도 높은 화석 중 하나이며, 고생물 복원 예술, 체온 조절·이동 방식·위장색 추론, 그리고 주룡류에서 비늘에서 깃털로의 진화적 전환을 이해하는 핵심 증거로 활용된다.

호박(琥珀, amber)은 식물이 분비한 수지(레진)가 지질학적 시간에 걸쳐 중합과 가교 반응을 거치며 경화된 화석 유기물질이다. 후기 석탄기(약 3억 2,000만 년 전)부터 아현세까지 다양한 연대에 걸쳐 전 세계적으로 산출되며, 거대분자 조성에 따라 다섯 가지 주요 화학 등급으로 분류된다. 호박은 생물학적 함유물(내포물, inclusion) — 주로 절지동물이지만 식물 조각, 균류, 미생물, 때로는 척추동물 유해까지 — 을 다른 어떤 화석화 양식으로도 달성할 수 없는 미시적, 생전 그대로의 충실도로 보존하기 때문에 매몰학(taphonomy)과 고생물학에서 지극히 중요하다. 수지가 처음에는 점성 액체로서 생물체를 신속히 포획하여 외부 분해자로부터 물리적으로 격리하고, 탈수·방부 화학 작용으로 부패를 억제함으로써, 호박은 일종의 특이보존화석 산지(Konservat-Lagerstätte)를 형성한다. 호박 함유물은 3차원 형태, 연조직, 세포 하부 구조, 심지어 포식·기생·교미 같은 행동 장면까지 유지한다. 발트해 호박 하나에서만 3,000종 이상의 화석 생물이 기재되었으며, 세계 주요 산지 — 발트해(시신세, 약 3,800만~4,500만 년 전), 미얀마(중기 백악기, 약 1억 년 전), 도미니카·멕시코(마이오세, 약 1,500만~2,000만 년 전), 레바논(전기 백악기, 약 1억 2,500만~1억 3,500만 년 전) — 이 중생대에서 신생대에 이르는 육상·수관 생태계 진화의 비할 데 없는 기록을 총체적으로 제공한다. 탁월한 형태적 보존에도 불구하고 분자 보존에는 한계가 있어, DNA는 호박 내에서 지질학적 시간 규모에 걸쳐 잔존하지 않으며, 이는 소설 및 영화 '쥬라기 공원'(1990/1993)의 전제와 상반된다. 호박은 보석으로도 가치가 높으며, 문지르면 정전기를 띠는 성질이 고대 그리스어 엘렉트론(ēlektron, ἤλεκτρον)의 어원을 이루어 현대어 'electricity(전기)'를 파생시켰다.

**화석(Fossil)**은 과거 생물의 존재를 보여주는 모든 보존된 증거를 말하며, 유해·인상(압흔)·흔적·생활사 산물(둥지·분화석 등)을 포괄합니다. 화석은 거의 전적으로 퇴적암에서 발견되며, 통상 마지막 빙하기 종료 이전인 **최소 1만 년 이상** 된 생물의 증거를 가리킵니다. 현재 광범위하게 인정되는 가장 오래된 화석은 오스트레일리아 서부 필바라 지역의 스트로마톨라이트로, 약 **34억 8,000만 년 전**으로 연대가 측정되어 생명이 지구 역사 초기에 출현했음을 시사합니다. 화석은 유기물을 호기성 분해 영역에서 제거하고 광물로 대체·안정화하는 일련의 매몰학적(taphonomic) 과정을 거쳐 형성됩니다. 일반적으로 퇴적물에 의한 빠른 매몰이 필수적이며, 이를 통해 유해가 포식자와 산소에 의한 부패로부터 보호됩니다. 매몰 후, 용해된 광물을 함유한 지하수가 뼈·껍데기·나무의 공극에 침투하여 광물을 침전시키거나(석화작용), 원래의 생물 물질을 규소·방해석·황철석 등의 광물로 완전히 치환합니다(치환작용). 화석화에는 특수하고 비교적 드문 조건이 필요하므로, 지구에 존재했던 모든 생물 중 극히 일부만이 화석 기록에 남았습니다. 화석은 지구 생명의 역사를 복원하는 데 있어 핵심적인 직접 증거입니다. 고생물학의 근본 자료로서, 멸종 종의 식별, 진화 계통 추적, 흔적화석을 통한 과거 행동 추론, 고대 생태계·기후 복원, 그리고 생층서학을 통한 지질 시대 척도의 교정을 가능하게 합니다. 화석이 없다면 약 35억 년에 걸친 생물 진화의 이야기는 거의 전적으로 추론에 의존할 수밖에 없을 것입니다.

화석 기록(Fossil Record)이란 지구 생명의 역사 전체에 걸쳐 존재해 온 모든 화석의 총체를 뜻하며, 이미 발견된 것과 아직 발견되지 않은 것 모두를 포함한다. 이 기록은 퇴적암과 기타 지질학적 퇴적물 속에 보존된 체화석(뼈, 껍데기, 이빨, 잎 등의 물리적 잔해), 생흔화석(발자국, 굴, 분화석(코프롤라이트) 등 생물 활동의 증거), 화학화석(분자 생체지표 및 동위원소 특성) 등을 망라한다. 화석 기록은 생물의 유해나 흔적이 퇴적물에 묻혀 지질학적 시간에 걸쳐 암석화되는 화석화 과정을 통해 축적된다. 화석화에는 급속한 매몰, 경조직(hard tissue)의 존재, 유리한 지화학적 환경 등 특정 조건이 필요하므로, 기록은 본질적으로 불완전하며 속성적(taphonomic)·보존적·지리적·표본 채집 편향 등 다층적 편향의 영향을 받는다. 지금까지 존재한 모든 종 가운데 알려진 화석으로 대표되는 비율은 일반적으로 1퍼센트 미만으로 추정된다. 이러한 불완전성에도 불구하고, 화석 기록은 생물다양성의 역사를 재구성하고, 진화적 전이를 기록하며, 분자시계를 교정하고, 생물층서학적 대비를 확립하며, 지질학적 시간에 걸친 기원·멸종·생태적 변화의 역학을 이해하기 위한 핵심적인 경험적 자료원이다. 생명의 주요 진화적 혁신의 시간적 순서와 대량 멸종 사건의 시기·규모에 대한 유일한 직접 관찰 증거를 제공한다.

**화석화 과정학(Taphonomy)**은 생물의 유해가 생물권(biosphere)에서 암석권(lithosphere)으로 전이되는 과정 전체를 연구하는 학문 분야이다. 사망 직후의 분해·청소부 활동부터, 운반·매몰, 광물화와 속성작용을 거쳐 최종적으로 화석 기록에 보존되기까지(또는 완전히 소멸되기까지)의 생물학적·화학적·물리적 과정 전반을 대상으로 한다. 1940년 소련의 고생물학자 이반 예프레모프(Ivan Efremov)가 이 분야를 독립 학문으로 제안하였으며, 1985년 베렌스마이어(Behrensmeyer)와 키드웰(Kidwell)이 정의를 확장하여 '유기 잔해를 보존하거나 파괴하고 화석 기록의 정보에 영향을 미치는 생물학적·화학적·물리적 과정의 연구'로 재정립하였다. 화석화 과정학은 화석 기록에 내재한 보존 편향(preservation bias)을 식별·교정할 수 있게 하여, 과거 생태계와 생물 다양성의 보다 정확한 복원을 가능케 한다. 나아가 고생물학뿐 아니라 고고학, 법의학, 보존고생물학(conservation paleobiology), 우주생물학에까지 적용 범위가 확장되어, 학제 간 과학으로서의 위상을 확립해 가고 있다.