欧洲文艺复兴之后，具有天才洞察力的既是艺术家也是科学家的达·芬奇（Leonardo da Vinci，1452—1519）是最早对化石提出明白见解的人。他在其笔记本中写道，化石是由过去的生物遗骸埋在地下演变而成的。他还写道，自然界不是不变的，海洋可以变成陆地，于是在山上发现过去生活在海中的生物化石便好理解了。他的此种超越时代的自然观记录在他于1508年前后写成的笔记里。遗憾的是，他的这个笔记未曾公布，所以没有产生多大的社会影响。
文艺复兴后期，瑞士动植物学家、医生格斯纳（C.von Gessner，1516—1565）从1551年开始出版其《动物志》（5卷），1565年出版了《论发掘物》（De Rerum Fossillium）一书，这后一本书可看作是古生物学的开山之作。当时，fossil一词并不是专指化石，而是泛指一切从地中发掘出来之物。格斯纳对发掘物做了明细的记载，写明哪些似乎是由生物来源的，搞不清是否为生物来源的也不少。在还未完成此项事业时，他便去世了。还应该提到格斯纳的其他三项功绩。其一，他对化石做了图示。在亚里士多德、普利尼阿司等古希腊时代的学者那里，对生物只有描述而没有图示，留给人们的印象当然不如有图示的清晰、深刻。文艺复兴后期产生了木版刻技术，在格斯纳稍前，已有人对于动植物的描述伴有图示。而对化石做图示的，格斯纳乃是史上的第一人。有了图示对于学术信息交流与互相借鉴、讨论、批评提供了方便，为自然史（natural history）即博物学的发展起了很大的推动作用。其二，格斯纳在史上首先对发掘物进行了整理、归类与保存，为此目的，他建立起了储存标本的橱柜（cabinet）。这对于16世纪在欧洲逐渐兴起的对标本收集、保管和展示活动起了很大的推动作用，成为博物馆的雏形。其三，在欧洲，由于地层的时代及堆积物的不同，化石群在不同地域间有很大的不同。格斯纳经常与欧洲各地的学者用拉丁语通信交流研究上的心得与想法以及交换化石标本，这样做不仅增进和扩大了知识，而且把各地孤独的研究者串联了起来。对于古生物学研究体系的建立以及后来学会的形成做了重要铺垫。
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