Les fossiles transitionnels sont les fossiles de formes de vie transitionnelles représentant un pont évolutif entre deux groupes reconnus. Les fossiles de transition sont parmi les preuves les plus solides en faveur de la théorie de l’évolution et de la sélection naturelle de Darwin, mais ils sont insuffisamment reconnus. Beaucoup de gens pensent qu’il y a plus de lacunes dans les archives fossiles de transition qu’il n’y en a en réalité. En réalité, des centaines de formes transitoires importantes sont connues.
L’un des premiers fossiles de transition évidents est Pikaia gracilens, un organisme simpliste ressemblant à une lancette trouvé dans les schistes de Burgess (il y a 505 millions d’années) ainsi que dans les Flinders Ranges en Australie (il y a 560 millions d’années). Pikakia est un fossile de transition entre les invertébrés et les vertébrés (Chordata), présentant une notocorde primitive, précurseur d’une épine dorsale. Le pikakia mesurait en moyenne 1 1/2 pouce (5 cm) de long et nageait au-dessus du fond marin, où il mangeait probablement de la microfaune et des particules de nourriture. Pikakia se fossilise relativement mal, avec seulement 60 spécimens trouvés à ce jour.
Un fossile de transition ultérieur est le poisson à nageoires lobées Tiktaalik, un proto-tétrapode qui a vécu il y a environ 375 millions d’années, à la fin de la période du Dévonien. Les nageoires de Tiktaalik présentent des os de poignet basiques et des doigts simples, montrant qu’ils portaient du poids, et que l’animal s’était au moins engagé dans des incursions limitées sur terre. Tiktaalik est considéré comme un fossile de transition entre les poissons et les tétrapodes. Parce qu’il présente les caractéristiques des deux, Tiktaalik et des fossiles similaires ont été surnommés fishapodes.
Un autre fossile de transition, l’un des plus célèbres, est l’archéoptéryx, transition entre les oiseaux et les dinosaures. L’archéoptéryx vivait il y a 155 à 150 millions d’années, à la fin du Jurassique. Le premier squelette complet a été annoncé en 1862, et l’espèce est devenue un élément de preuve clé utilisé pour défendre la théorie de l’évolution à ses débuts. Archaeopteryx pourrait atteindre 0.5 m (1.6 pi) de longueur, et malgré sa similitude superficielle avec les oiseaux, a en fait plus en commun avec les petits dinosaures théropodes.
De nombreux fossiles de transition entre les humains et nos ancêtres immédiats, les chimpanzés, ont été trouvés. Parce que ces espèces ont vécu relativement récemment, seulement au cours des derniers millions d’années, ces fossiles ont tendance à être mieux conservés que ceux plus anciens. Homo habilis et Homo erectus sont deux exemples courants de ces fossiles de transition, et ils nous en disent beaucoup sur l’évolution des hominidés.