Los Fósiles son restos o huellas de animales y plantas que vivieron en épocas geológicas anteriores a la actual y se encuentran incluidos en rocas sedimentarias y sedimentos. Pueden ser huesos, huellas, cuevas, caparazones, etc. En la mayor parte de los casos se conservan las partes duras del animal, tales como las conchas de las ostras o los dientes de los tiburones, que no se descomponen al morir el animal. En muchos otros casos ocurre un fenómeno químico que la teoría de la Química todavía no ha logrado explicar racionalmente (pero que ocurre): En ausencia de oxígeno y en ambiente todavía desconocido, las. moléculas orgánicas originales son reemplazadas (volumen por volumen) por moléculas minerales muy simples, sílice, carbonato… Ese proceso se llama metasomatismo y ocurre muy lentamente a lo largo de muchos años. Al final, no solamente la forma externa, sino también los tejidos interiores del animal o planta quedan reproducidos fielmente en carbonato o sílice (que es el vidrio común ). Hay fósiles que son verdaderas joyas científicas por las que se pagan miles de dólares en el mercado negro internacional; y que han merecido numerosas penas de prisión y algunos fusilamientos en la China, dicho sea de paso. Son casos raros, casi siempre vinculados con fósiles de extraños embriones de dinosaurios hallados en el desierto de Gobi y contrabandeados a occidente.
Pero lo normal es muy diferente. Se encuentran muchos árboles petrificados en la Formación Ituzaingó de la barranca del Paraná (mejor expresado son «madera silicificada»), que son estudiados con microscopio por especialistas, que con ellos reconstruyen los bosques y praderas del pasado. Entre los animales terrestres del Cuaternario (los últimos dos y medio millones de años) sucede que lo que más se preserva son los huesos, principalmente los huesos grandes. Los más chicos han desaparecido por oxidación y disolución; se dice que los más grandes tienen «mayor potencial de preservación». Y lo que tienen los museos es generalmente una colección de grandes monstruos inquietantes, aunque la realidad fue más parecida a la experiencia actual: mosquitos, calandrias, lauchas, ombúes, palomas, algarrobos, algún zorro, y muy de tanto , en tanto un mastodonte.
FÓSILES ANTERIORES A LA APAR1CIÓN DEL Río PARANÁ Si retrocedemos en el tiempo hasta épocas muy remotas (por ejemplo hasta la Era de los Dinosaurios) todo nos resultaría irreconocible. El Paraná no existía; ni siquiera el océano Atlántico existía, ya que Sudamérica estaba unida a África. De manera que conviene comenzar este tema desde épocas más cercanas, unos 25 de millones de años atrás, en la época llamada Oligoceno del Terciario inferior. Entonces, el mapa del mundo ya era parecido al actual, los dinosaurios estaban extinguidos y los mamíferos iban dominando la Tierra con un conjunto de especies herbívoras y otro grupo menor de carnívoros que se alimentaba de los herbívoros, tal como sucede hoy en día. Sin embargo, no eran los animales actuales; eran en general más pequeños y menos eficientes. El mayor que se ha encontrado de esa época es el Scarrittia, del tamaño de una vaca y cuerpo similar al de un rinoceronte pequeño sin cuernos, con dientes puntiagudos y pezuñas. Vivía otro cuadrúpedo parecido, más pequeño y con garras en lugar de pezuñas. Ambos se alimentaban de pasto en un clima similar al actual. De todas maneras, los animales dominantes en aquella época por estos parajes eran las aves. Sobresale una gigantesca ave no voladora de más de dos metros de altura, con un pico del doble de tamaño que una cabeza humana, y para colmo carnívora. Se trata de la Devicenzia. También vivía un biguá gigante y otras criaturas extrañas. Es que Sudamérica era por entonces un continente isla, similar a Australia, y sus animales y plantas habían evolucionado aislados del resto del mundo. Varios millones de años más tarde se produjo la unión entre Norte y Sudamérica, debido al crecimiento de un arco volcánico, que finalmente se cerró en Panamá. Ocurrió entonces el «Gran Intercambio Americano», un evento de primera magnitud en el que plantas y animales se expandieron hacia uno y otro territorio. Los animales grandes del Norte reemplazaron a la mayor parte de los originales del Sur, mientras que un número menor de los sudamericanos (o «neo tropicales») se instaló en el otro Hemisferio. Con la vegetación sucedió al revés: el Dominio Neo tropical avanzó más de mil kilómetros, hasta el centro de México. La biogeografía del continente cambió drásticamente en corto tiempo. Veinte millones de años más tarde (cinco millones antes del Presente) el mar entró en el continente y ocupó la llanura argentina y acumuló sedimentos que afloran ahora en el Parque Urquiza de Paraná, y que contienen una rica fauna marina con ostras, almejas y numerosas otras especies de invertebrados. Entre los restos de vertebrados predominan los dientes de tiburón. Es interesante notar que las ostras no necesitan ser fosilizadas para preservarse, pues su gruesa y resistente valva calcárea ya le sirve para ello. 
FÓSILES POSTERIORES A LA APARICIÓN DEL PARANÁ 
Si damos un salto imaginario en el tiempo hasta mucho más cerca de hoy, digamos cincuenta mil o treinta mil años atrás, veríamos cosas ya familiares junto con otras exóticas. El río ya estaba corriendo como ahora, desde hacía tres millones de años, con sus mismos bancos de arena y sus islas, y todos los animales comunes ya existían: zorros, comadrejas, patos, surubíes, peludos … junto con un montón de gigantes desaparecidos, que eran los que dominaban entonces. En primer lugar estaba el mastodonte (Stegomastodon platensis), que era una especie de elefante, que se alimentaba de pasto y ramas de árboles. Sus restos son muy numerosos en Entre Ríos; a veces aparecen esqueletos completos, aunque por lo general lo que se encuentra son muelas, huesos del cráneo y defensas (los mal llamados «colmillos»). Se trata de un animal de la llamada «mega fauna pampeana», pues pesaba más de mil kilos. El mayor de todos fue el megaterio (Megatherium), un perezoso que alcanzaba los tres metros de altura en posición erguida y se alimentaba principalmente de hojas de árboles. En algunas partes de Sudamérica se han encontrado restos momificados, tales como trozos de cuero con pelos y también excrementos. En la costa bonaerense, cerca de Bahía Blanca, aparecen huellas de sus pisadas. Un primo más pequeño, es decir menos enorme, fue el Lestodon, que vivía formando grupos en ríos y arroyos y alimentándose de juncos y camalotes; aparentemente tenía costumbres similares al carpincho. 
Los gliptodontes (Glyptodon, Panochtus y Doedicurus) fueron gigantescos armadillos similares a los actuales peludos y quirquinchos. Tenían una fuerte coraza dorsal formada por placas óseas, que formaba un verdadero esqueleto externo; también una cola tubular acorazada, en algunos casos rematadas con espinas. Las placas sueltas de la coraza son los fósiles más frecuentes e identificables que aparecen en la provincia de Santa Fe. Es sin dudas el fósil emblemático del Cuaternario de la región pampeana. Entre los carnívoros sobresale el famoso «tigre de dientes de sable» (Smilodon), con un tamaño similar al de los leones actuales. La particularidad más llamativa de este animal eran los dientes caninos superiores enormemente desarrollados, fuertemente comprimidos y sobresaliendo de la boca, que les daba aspecto de sables. Tenían la capacidad de abrir mucho la mandíbula. Lo notable de este caso es que los especialistas que los estudian no se ponen de acuerdo en si este animal era un gran asesino o simplemente un carroñero (que comía animales muertos). Tampoco están de acuerdo en si habitaba preferentemente en selva o en pastizales.
Se pueden mencionar también los caballos extinguidos. Son parientes de los rinocerontes y de los tapires, y se adaptaron muy bien a alimentarse con pastos fibrosos. En Sudamérica se detectan dos linajes de caballos que ingresaron cuando se formó América Central y se conectó América del Norte con el sur. Se trata de Hippidion y Equus. Hippidion tenía talla pequeña, con patas más cortas y fuertes que los caballos modernos, y cabeza grande; en general era de estructura pesada. Los Equus se diferenciaban muy poco de los caballos actuales, importados del Viejo Mundo. Por otro lado, los tapires siguen igual que cuándo aparecieron en el Eoceno, hace cincuenta millones de años.
Otro representante conocido de la mega fauna pampeana es la macrauquenia (Macrauchenia), un guanaco gigantesco que pesaba más de una tonelada y que tenía tres dedos en cada pata. Era un ramoneador, es decir que se alimentaba de las hojas de los árboles. También se puede citar al toxodonte (Toxodos platensis), un mamífero de gran tamaño con un peso de dos toneladas. Tenía el aspecto de un hipopótamo, animal del que está emparentado; su mandíbula tenía incisivos grandes, en forma de pala y dirigidos hacia afuera.
Todos estos grandes animales se extinguieron a fines del Pleistoceno, entre quince mil y ocho mil años atrás. En esa época ocurrió un cambio climático importante, que coincidió con la aparición de la especie humana en el continente. Actualmente se desarrolla un interesante debate acerca del motivo de las extinciones. Algunos científicos opinan que se trató de un fenómeno natural, sin relación con el hombre. Otros creen que fueron cazados hasta desaparecer y hay otro grupo que sospecha que el hombre fue portador de microbios y enfermedades mortales para la megafauna, tal vez acarreadas por los perros.
