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古生物（こせいぶつ、Prehistoric life）は、地質時代（地球の誕生から人類の歴史以前の時代）に生存したと想定される生物の総称。次のように大別できる。
- 古生物（かつて地球上に存在した生物種）…約10億種以上(?)
復元
過去に生存していた生物は、普通は化石によってのみ、その存在を知ることができる。ただし、化石からその生物のことがすべてわかるわけではない。化石等を元に、生物の生きていたときの様子を再現する試みのことを復元という。
しかし、化石に残るのが、その生物のごく一部分であることはごく普通であるし、運良く全身が残っていたとしても、そこからすぐにその生物のことがわかるわけではない。多くの場合、できる限りの証拠を集めて、その生物の生きていたときの様子を考えようとしても、様々な仮定の上に立ったものしかできない。新たな証拠が発見されることで、それまでの復元像が完全に改められる場合も多い。
有名な例として、保存の良い化石が多いことで知られるバージェス動物群のハルキゲニアがある。全身が残ってはいたものの、各部にさして特徴がなく、どちらが前か、どちら上かも判断がつけにくく、対になった棘を足のようにして立ち、背中から触手を伸ばす動物として復元されたが、中国から類似の動物が発見されたことから、触手と考えたものが足で、棘は背面から上に突き出したものという風に、すべてが逆になってしまった。
また、断片のみが発見された例でも、やはりバージェス動物群のアノマロカリスは、顎はクラゲ、触手はエビ（これが元来のアノマロカリス）、胴体はナマコと考えられ、別々に記載されていたというのがある。
