Farklı canlı türlerinin ortak bir atadan geldikleri iddiası, gözlemsel biyolojinin bulguları tarafından desteklenmediğine göre, bu iddianın bilim dışı olduğu sonucuna varabiliriz.

Ancak bize bu konuda ışık tutacak asıl bilim dalı, paleontolojidir, yani fosil bilimi. Evrim, tarihte yaşandığı iddia edilen bir süreçtir ve bizlere canlılığın tarihi hakkında bilgi verecek yegane bilimsel kaynak da fosil bulgularıdır. Ünlü Fransız zoolog Pierre Grassé, bu konuda şunları söyler:

Fosil kayıtlarının bu konuda bize ışık tutabilmesi için de, evrim teorisinin öngörüleri ile fosil bulgularını birbirleriyle karşılaştırmamız gerekir.

Canlılığın kökenine ışık tutan en önemli bilim dalı paleontoloji, yani fosil bilimidir. İki yüzyıldır büyük bir çabayla incelenen fosil yatakları, Darwin'in teorisinin tam aksi bir tablo ortaya koymaktadır. Türler, evrimleşerek ortaya çıkmamışlar, bir anda ve farklı yapılarıyla yeryüzünde belirmişlerdir.

Evrim teorisine göre bütün canlılar birbirlerinden türemişlerdir. Önceden var olan bir canlı türü, zamanla bir diğerine dönüşmüş ve bütün türler bu şekilde ortaya çıkmışlardır. Teoriye göre bu dönüşüm yüz milyonlarca senelik uzun bir zaman dilimini kapsamış ve kademe kademe ilerlemiştir. Bu durumda, iddia edilen uzun dönüşüm süreci içinde sayısız "ara türler"in oluşmuş ve yaşamış olmaları gerekir.

Örneğin geçmişte, balık özelliklerini hala taşımalarına rağmen, bir yandan da bazı sürüngen özellikleri kazanmış olan yarı balık-yarı sürüngen canlılar yaşamış olmalıdır. Ya da sürüngen özelliklerini taşırken, bir yandan da bazı kuş özellikleri kazanmış sürüngen-kuşlar ortaya çıkmış olmalıdırlar. Bunlar, bir geçiş sürecinde oldukları için de, sakat, eksik, kusurlu canlılar olmalıdır. Geçmişte yaşamış olduklarına inanılan bu teorik canlılara "ara geçiş formu" adı verilir.

Eğer gerçekten bu tür canlılar geçmişte yaşamışsa, bunların sayılarının ve türlerinin milyonlarca hatta milyarlarca olması gerekir. Ve bu canlıların kalıntılarına mutlaka fosil kayıtlarında rastlanması gerekir. Çünkü bu ara geçiş formlarının sayısının bugün bildiğimiz hayvan türlerinden bile fazla olması ve dünyanın dört bir yanının fosilleşmiş ara geçiş formu kalıntılarıyla dolu olması lazımdır. Bu gerçek Darwin tarafından da kabul edilmiş ve Darwin, Türlerin Kökeni'nde bunu şöyle açıklamıştır:

Eğer teorim doğruysa, türleri birbirine bağlayan sayısız ara-geçiş çeşitleri mutlaka yaşamış olmalıdır... Bunların yaşamış olduklarının kanıtları da sadece fosil kalıntıları arasında bulunabilir.33

Ancak bu satırları yazan Darwin, bu ara formların fosillerinin bir türlü bulunamadığının farkındaydı. Bunun teorisi için büyük bir açmaz oluşturduğunu da görüyordu. Bu yüzden, Türlerin Kökeni kitabının "Teorinin Zorlukları" (Difficulties on Theory) adlı bölümünde şöyle yazmıştı:

Darwin'in bu büyük açmaz karşısında öne sürdüğü tek açıklama ise, o dönemdeki fosil kayıtlarının yetersiz olduğuydu. Fosil kayıtları detaylı olarak incelendiğinde, kayıp ara formların mutlaka bulunacağını iddia etmişti.