通常情况下，动物、植物以及其他生物死亡后会完全腐烂，尤其是未经掩埋的尸体，由于食腐和自然风化、水蚀的多重作用，会消失的了无痕迹。但是有时候，如果彼时彼刻的条件恰到好处，它们就会被“封存”，成为化石。
化石像是自然演化过程中的记忆碎片，保留着有关过去的信息，又像是千万年前抓拍的照片，定格了生命的蛛丝马迹。一块三叶虫化石可以带我们回到5.3亿年前的生命大爆发的寒武纪，一颗恐龙蛋化石能记录千万年、亿年前的生态环境，还能给《侏罗纪公园》编剧们创作的灵感。
化石的形成，虽然是简单的物理、化学过程，但是恰到好处的时机至关重要，琥珀化石最能说明时机的作用。
裸子植物能分泌出的粘度极高的树脂，这种黏糊糊的液体从树上掉落的时候，如果有小昆虫或者植物正好被包裹，就有了化石形成的先决条件，当树脂逐渐变硬被掩埋，从而躲过风化和侵蚀，就可能形成保存有完整动植物的琥珀化石。
除了被包裹的琥珀，冰冻和干燥也能保存身体组织相对完整的生物化石，比如冰冻的猛犸象化石。这些化石是最为直观的古代动植物形态，但它们要么需要极端的气候条件，要么需要争分夺秒，所以非常罕见。
大多数化石则是因为火山灰、沙子等沉积物埋藏形成的，动物的皮、毛、肉和植物的叶子等有机体会在沉积物中腐烂，牙齿和骨骼被保留了下来，生物学家将这个过程称为“石化”或者“矿化”。此时，水渗入到残骸中，溶解在水中的矿物质形成晶体，这些结晶矿物质使得残骸与包裹的沉积岩一起变硬，形成实体化石。
还有一种化石，它并没有保留生物的原貌，而是以模子的形态存在。这种化石因为动植物有机体完全溶解在了沉积岩中，骨骼和硬壳也都被消融，“尸体”不复存在，但是它会在岩石中留下轮廓和痕迹，形成一个类似我们现在做“糕点”时用的模具，这种化石被称为模铸化石。
无论哪种形成方式，有机物消失殆尽是化石形成的必经过程，但最近研究者们有了新的发现。他们在一些化石中发现了白垩纪的有机物质，时间大约在6550万年到1.455亿年，检测表明，这些有机物质属于恐龙，因为它们与从恐龙进化而来的鸟类中的某些蛋白质相匹配。
罗文大学地球与环境学院院长肯拉科瓦拉认为，虽然还不清楚这些有机物质是如何被保存下来的，但是砂岩可能解开谜题的钥匙，它可能是保存化石中有机物的最佳环境。
有机物化石的发现，让古生物学家能够从中获得更多关于动植物起源的线索与证据，生命起源的更多新发现可能就蕴藏在这些化石中。
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