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Le travail en paléontologie comporte généralement quatre étapes :

• prospection et les fouilles sur le terrain : c'est la partie la plus ardue physiquement et la plus complexe administrativement : après obtention de tous les accords nécessaires, du matériel et des fonds, après le transport sur site, il s'agit de quadriller, mesurer, photographier, relever, cartographier, extraire, préserver, tamiser le sédiment, emballer les fossiles, classer les trouvailles, les conditionner pour leur transport… ;
• analyse et étude en laboratoire après déballage des colis, conditionnement des fossiles, moulages, attribution des fonctions (collection d'étude, muséologie, échanges…) : c'est la partie la plus longue chronologiquement, et les échantillons des expéditions des siècles passés n'ont pas encore tous été étudiés (parfois des découvertes majeures sont faites dans les collections anciennes) ;
• description et publication scientifique des fossiles et des résultats d'étude, reconstitution des êtres fossilisés et de leurs milieux d'origine ;
• diffusion pour le grand public des connaissances ainsi acquises (exposition au public, livres, autres publications, documentaires…).

La vulgarisation peut être assurée par les chercheurs eux-mêmes, mais c'est le plus souvent le travail des médiateurs scientifiques : conférenciers, illustrateurs, scénographes, muséologues, auteurs d'ouvrages grand public. Elle passe souvent par la reconstitution paléontologique des espèces disparues, qui, comme les reconstitutions archéologiques ou navales, est par définition (et il faut en avertir les publics) en partie hypothétique, puisque même dans les cas rares de conservation dans l'ambre, le goudron, la tourbe ou la glace, la matière organique est dégradée notamment au niveau de ses couleurs : sauf exception, toute reconstitution est donc approximative.

Pour réduire autant que possible la part d'approximation, la reconstitution doit être conforme à ce qui est admis par les chercheurs au moment où elle est réalisée. Cela nécessite qu'elle s'inspire d'autres reconstitutions déjà scientifiquement validées, notamment dans les publications spécialisées, tout en s'en différenciant suffisamment pour ne pas tomber dans le domaine du plagiat ou de la violation des droits d'auteur. Parmi les illustrateurs qui ont le plus contribué à fasciner les publics et à créer des vocations par leurs reconstitutions, certains comme Zdeněk Burian, Heinrich Harder ou Charles R. Knight sont devenus mondialement célèbres et ont aussi inspiré de nombreux films de fiction, même si de nos jours leurs œuvres sont scientifiquement obsolètes.

Échelle des temps géologiques

Chaque partie terminale d'une échelle est développée dans l'échelle qui suit.

en millions d'années avant aujourd'hui

Paléodiversité et grands événements...

Éon ou Ère	Période ou époque (en millions d'années)	Faune & flore clefs / Grands événements / Gisements fossilifères
Cénozoïque	Pléistocène (-2,58/-0,011 7 Ma)	Climat : Glaciation, baisse du niveau des océans. Gisements fossilifères : France : Caune de l'Arago - Cottier - Coudoulous - Cougnac - La Ferrassie - Isturitz et Oxocelhaya - Lazaret - La Micoque - Le Moustier - Le Rescoundudou - Solutré - Afrique : Rift africain - Chine : Zhoukoudian - États-Unis : La Brea Tar Pits - Éthiopie : Hadar - Vallée de l'Homo - Italie : Guattari - Kenya : Lac Turkana - Tanzanie : Olduvai - Tchad : Lac Tchad Grands événements biologiques Humains : Diversifications des Hominidae. Fin de la période Paléolithique utilisée en paléoanthropologie. Animaux : Apparition dans l'hémisphère Nord de mammifères résistants au froid (mammouth, rhinocéros laineux, mégacéros...), qui disparaitront à la fin de cette période. Expansion d'oiseaux et de mammifères marins d'eaux froides. Végétaux : Expansion des toundras polaires et apparition de la taïga. En régions tropicales, extension des steppes et réduction des forêts tropicales. Pour plus de détails sur les sites préhistoriques du Pléistocène : voir le portail Préhistoire
	Pliocène (-5,333/-2,58 Ma)	Climat : Un isthme se forme entre les deux Amériques. Le climat se rafraichit et s'aridifie. L'Antarctique gèle entièrement. Humains : Apparition des premiers Hominidae. Gisements fossilifères : États-Unis : Hagerman Fossil Beds National Monument - Éthiopie : Vallée de l'Omo - Tanzanie : Laetoli Grands événements biologiques Animaux : Diversification des ongulés à sabots (chevaux, chameaux, éléphants, antilopes,...). Le tigre à dents de sabre règne dans les plaines. La formation de l'isthme des Amériques entraîne l'essor d'une faune marine propre à la Caraïbes. Végétaux : Extension des zones herbeuses, steppes et pampas. Saules et arbres fruitiers s'étendent dans l'hémisphère Nord.
	Miocène (-23,03/-5,333 Ma)	Climat : Durant sa première moitié, le Miocène connait une période de réchauffement puis d'optimum climatique. À partir de 14,5 millions d'années (Ma), le climat connait une tendance au refroidissement et à l'assèchement. À la fin du Miocène, la température baisse et le climat devient plus sec. Gisements fossilifères : États-Unis : Agate Fossil Beds National Monument - John Day Fossil Beds National Monument. Grands événements biologiques Animaux : Faunes marine et terrestre quasiment modernes : loups, chevaux, castors, cerfs, chameaux, corbeaux, canards, hiboux, baleines... Végétaux :
	Oligocène (-33,9/-23,03 Ma)	Climat : L'Oligocène débute avec la Grande Coupure, marquée par une chute brutale des températures sur toute la planète. Le refroidissement climatique entraine une extinction massive des espèces, surtout sous les latitudes moyennes, où le climat passe de tropical à tempéré. Gisements fossilifères : États-Unis : Badlands National Park - John Day Fossil Beds National Monument Grands événements biologiques Animaux : Basilosaurus, Arsinoitherium Végétaux :
	Éocène (-56,0/-33,9 Ma)	Climat : Au début de l’Éocène se produit un réchauffement global, l’un des plus extrêmes identifiés de nos jours. Le climat reste globalement chaud durant toute cette période bien que se refroidissant lentement. La fin de l’Éocène est marquée par un refroidissement rapide. Gisements fossilifères : Allemagne : Messel - États-Unis : John Day Fossil Beds National Monument Grands événements biologiques Animaux : Diatryma, Pakicetus Végétaux :
	Paléocène (-66,0/-56,0 Ma)	Climat : Le climat est sensiblement plus chaud au Paléocène que pendant tout le reste du Tertiaire et un climat subtropical régnait sur l'ensemble de la terre. Gisements fossilifères : États-Unis : Formation de Claron Grands événements biologiques Animaux : Phenacodus, Leptidictium, Indohyus Végétaux :
Mésozoïque	Crétacé (-≃145,0/-66,0 Ma)	Climat et continents : la Pangée se divise en 2 continents : la Laurasie au Nord et le Gondwana au Sud. Madagascar et l'Inde se séparent du Gondwana. Gisements fossilifères : France : Champblanc - Belgique/Pays-Bas: Montagne Saint-Pierre - Australie : Dinosaur Cove - Canada : Parc provincial Dinosaur Grands événements biologiques Animaux : Les dinosaures sont dominants. Apparition des Tyrannosauridae, Hadrosauridae, dinosaures à cornes (Protoceratopsidae, triceratops,...), serpents, oiseaux modernes, papillons, fourmis, abeilles, crustacés modernes (tels les crabes), gastéropodes prédateurs, oursins... La période se termine par une extinction massive, dont celle des dinosaures, due à plusieurs facteurs, dont la chute d'une météorite (Cratère de Chicxulub), ainsi qu'une intense activité volcanique. Végétaux : Vastes forêts de conifères (surtout de cyprès). Déclin des cycas et ginkgos. Apparition des 1ers angiospermes (ou plantes à fleur), puis des forêts de bouleaux, saules, magnolias,... Les fougères restent dominantes en régions pluvieuses.
	Jurassique (-201,4 ± 0,2/-≃145,0 Ma)	Climat et continents : le début du Jurassique a été marqué par une extinction massive d'espèces. Cette période se subdivise en Lias, Dogger et Malm aussi connus sous le nom de Jurassique inférieur, Jurassique moyen et Jurassique supérieur. Au début du Jurassique, le supercontinent Pangée a commencé à se scinder en Amérique du Nord, Eurasie et Gondwana. Pendant le Jurassique supérieur, le Gondwana se scinda à son tour en Afrique, Amérique du Sud et Antarctique. À l'instar du Trias, il ne semble pas y avoir eu de terre proche des pôles ; le climat était chaud : il n'existe pas d'indices d'une période glaciaire pendant cette période. Gisements fossilifères : France : Pointe du Chay - États-Unis : Dinosaur National Monument Grands événements biologiques Animaux :Durant le Jurassique les formes de vie les plus évoluées dans les mers sont les poissons et des reptiles marins. De nouveaux groupes tels que le plancton apparaissent. Les Ammonites sont très communes. Sur terre, les reptiles restent dominants. Les premiers oiseaux ont probablement évolué durant l'époque Malm. Le jurassique est l'âge d'or des grands sauropodes tels le diplodocus ou le brachiosaure. De grands théropodes tels l'allosaure font leur apparition, ainsi que les stégosaures et les ankylosaures primitifs. Végétaux :Grâce au climat tropical et humide, la végétation au jurassique est une immense forêt tropicale.
	Trias (-251,902 ± 0,024/-201,4 ± 0,2 Ma)	Climat et continents : le Trias inférieur en Europe occidentale est marqué par d'importants dépôts de roches évaporitiques. Les principales mines de sel de Suisse (Mines de Bex), d'Autriche (Hallstatt), d'Allemagne et de Lorraine proviennent de dépôts sédimentaires triassiques. De plus aucune sédimentation glaciaire n'est connue au Trias. Ce sont donc des signes d'un climat chaud qui perdurera pendant toute la période. Gisements fossilifères : États-Unis : Petrified Forest National Park Grands événements biologiques Animaux : Dinosaures (Herrerasaurus, Eoraptor et Plateosaurus), Ptérosaures, Nothosaures, Placodontes, Thalattosauriens, Archosaures et des Sphenodontes. Végétaux :La taille importante du supercontinent Pangée modère l'influence de l'océan et provoque la création de grands déserts et de larges zones régies par un climat continental.
Paléozoïque	Permien (-298,9 ± 0,15/-251,902 ± 0,024 Ma)	Climat : Le grand continent de la Pangée crée des conditions climatiques impliquant de grandes variations de température et de précipitations (donc d'érosion) selon les saisons et les moments de la journée. Gisements fossilifères : Allemagne : Tambach Grands événements biologiques Animaux : Pélycosaures (Dimetrodon, Edaphosaurus et Casea), Diictodon, Captorhinus, Platyhystrix, Aphelosaurus et Inostrancevia Végétaux :
	Carbonifère (-358,9 ± 0,4/-298,9 ± 0,15 Ma)	Climat : Après le refroidissement amorcé durant le Dévonien, la température reste tiède, et stable durant la première partie du Carbonifère. Pendant la seconde partie du Carbonifère, le climat se refroidit à nouveau. Gisements fossilifères : Fossil Grove, Joggins, Mazon Creek, Barnett Grands événements biologiques Animaux : Petrolacosaurus, Palaeohatteria, Arthropleura, Pulmonoscorpius et Falcatus Végétaux : Premières plantes
	Dévonien (-419,2 ± 3,2/-358,9 ± 0,4 Ma)	Climat : Le Dévonien semble être une période chaude autour de 30 °C de moyenne avec un gradient de température entre les pôles et l’équateur moins marqué que de nos jours. Il est caractérisée par une absence de glaciers et de calottes polaires. Toutefois si au début du Dévonien, le climat était très chaud, vers la fin la température se rafraîchit lentement. Gisements fossilifères : Canada: Parc national de Miguasha Grands événements biologiques Animaux : Dunkleosteus, Ichthyostega et Tiktaalik Végétaux : voir Dévonien#Biotopes marins et Dévonien#Biotopes terrestres
	Silurien (-443,8 ± 1,5/-419,2 ± 3,2 Ma)	Climat : Le climat est plutôt instable et la Terre est entrée dans une phase de serre chaude, avec des mers chaudes et peu profondes covrant une grande partie des masses terrestres équatoriales. Au début du Silurien, les glaciers se sont retirés vers le pôle Sud jusqu'à ce qu'ils disparaissent presque au milieu du Silurien. Le niveau moyen des mers est évalué à +180 m par rapport à l'actuel niveau de la mer. Gisements fossilifères : Allemagne : Hunsrück, Canada : Miguasha, France : Vireux-Molhain Grands événements biologiques Animaux : voir Chronologie de l'histoire naturelle#Période silurienne Végétaux : Les premières traces fossiles de plantes vasculaires, c'est-à-dire de plantes terrestres dont les tissus transportent l'eau et la nourriture, sont apparues dans la seconde moitié de la période silurienne. Les premiers représentants connus de ce groupe sont Cooksonia. La plupart des sédiments contenant Cooksonia sont de nature marine. Sinon voir Silurien#Flore et Faune
	Ordovicien (-485,4 ± 1,9/-443,8 ± 1,5 Ma)	Climat : malgré une baisse sensible de la température des océans (qui devait être supérieure à 40 °C à la base de l'Ordovicien), le climat est encore chaud, probablement équivalent à celui des zones équatoriales actuelles. Ce niveau de température propice serait un des moteurs de la biodiversification. Le niveau marin, le plus élevé du Paléozoïque (qui va atteindre avant la fin de l'Ordovicien une cote plus de 200 mètres plus haute que le niveau actuel des océans. Gisements fossilifères : France : Normandie-Maine Grands événements biologiques Animaux : voir Chronologie de l'histoire naturelle#Période ordovicienne Végétaux : voir Ordovicien#Flore
	Cambrien (-538,8 ± 0,2/-485,4 ± 1,9 Ma)	Climat : Alors que des glaciers existaient encore probablement au début du Cambrien et jusqu'au « stage 2 », le niveau de la mer a constamment augmenté de 4 à 90 m au dessus du niveau actuel, en corrélation avec un climat mondial extrèmement chaud Gisements fossilifères : Australie : Schistes d'Emu Bay - Canada : Schistes de Burgess - Chine : Schistes de Maotianshan - Groenland : Sirius Passet Grands événements biologiques Animaux : Le Cambrien voit la grande diversification du règne animal. Les premiers fossiles d’animaux connus sous les noms de trilobites apparaissent. La plupart des embranchements actuels, ainsi que de nombreux autres embranchements aujourd'hui éteints, apparaissent au Cambrien. Végétaux : une flore terrestre se forme au Cambrien.
Protérozoïque	-2 500 / -538,8 ± 0,2 Ma	Climat : La transition vers une atmosphère oxygénée, se produit probablement durant le Paléoprotérozoïque, ce qu'on appelle la Grande Oxydation ; Plusieurs glaciations sont observées, dont la plus sévère se produit durant le Néoprotérozoïque ; Pendant la période de l'Édiacarien, l’évolution d’organismes à corps mou s’accélère. Gisements fossilifères : Australie : Ediacara Grands événements biologiques Organismes vivants : Apparition de la cellule eucaryote par endosymbiose entre une archaea et probablement une alpha-proteobacteria (naissance de la mitochondrie). Cet événements a engendré l'apparition progressive des 1ers organismes multicellulaires eucaryotes (notamment éponges et cnidaires), certains à l'origine des futurs champignons, plantes et animaux (métazoaires).

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À propos de l'origine et de l'évolution du vivant

En raison des découvertes récentes en paléontologie et en phylogénétique, des expressions toujours très employées comme « sens de l'évolution », « chaînon manquant », « fossile vivant », « âge des reptiles », « reptile dinosaurien », « reptile volant », « reptile marin » ou « âge des mammifères » sont aujourd'hui l'objet de controverses concernant la neutralité du point de vue entre les classifications de la systématique évolutionniste (D. Aubert, Classer le vivant : les perspectives de la systématique évolutionniste moderne, Ellipses 2017) et celles de la cladistique (G. Lecointre dir., C. Fortin, M.-L. Le Louarn Bonnet, G. Guillot, Guide critique de l'évolution, Belin 2009, (ISBN 978-2-7011-4797-0)). Elles sont donc à manier avec précaution, notamment dans le contexte de la vulgarisation scientifique.

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