Второй путь определения возраста заключается в изучении самих окаменелостей. В различных слоях они не одинаковы, а меняются со временем и благодаря этому могут служить хронологическими вехами, особенно если для них установлена точная последовательность. Например, эволюция лошади известна очень хорошо. За 60 миллионов лет лошадь развилась из четырехпалого животного величиной с кошку в то крупное однопалое животное, которое мы знаем сегодня. Многочисленные промежуточные стадии развития лошади, запечатленные в окаменел остях, сохранившихся в различных геологических слоях, позволяют воссоздать эту историю достаточно подробно. Если в одном слое с каким то предком лошади мы обнаружим окаменевшие остатки других животных или растений, можно считать, что они имеют тот же возраст. То есть уже датированная окаменелость помогает датировать другие и т. д.

Постоянно сравнивая и сопоставляя гигантские количества данных, относящихся как к горным породам, так и к окаменелостям, наука сумела воссоздать довольно подробную хронологию далекого прошлого. Однако конкретные даты в ней отсутствуют.

Третий способ восполняет этот пробел. Он опирается на свойство радиоактивных элементов выделять энергию с постоянной скоростью, постепенно превращаясь в другое вещество. Этот процесс называется радиоактивным распадом. Радий, например, медленно переходит в свинец. Стоит определить скорость этого процесса, и можно будет установить возраст данного кусочка радия, измерив, какая его часть уже перешла в свинец, а какая еще остается радием. К числу долгоживущих радиоактивных элементов принадлежит калий-40. Для целей палеонтологии он особенно полезен потому, что встречается в вулканических пеплах и лавах. Возраст окаменелостей, обнаруженных в такой вулканической породе или оказавшихся между двумя ее слоями, может быть установлен с большой точностью.

Получив надежные часы для отсчета времени, мы можем теперь вернуться к окаменелостям приматов и поставить решающий вопрос: как различать низших обезьян, человекообразных обезьян и людей? Когда речь идет о современных видах, никакой трудности не возникает — все они в ходе своего развития настолько обособились, что сходство между ними в значительной степени исчезло. Однако все они происходят от одного предка, и, чем дальше мы углубляемся в прошлое, тем больше их окаменелости начинают походить друг на друга. В какой-то момент они становятся неразличимыми. Вот почему, чтобы установить линию развития гоминидов, необходимо воссоздать по этим окаменелостям генеалогическое древо приматов.

Взявшись за это, мы обнаружим, что внимание надо будет сосредоточить на особенностях челюстей и зубов, поскольку они сохраняются лучше всего и нередко никаких других костей в нашем распоряжении вообще нет. Зубы по твердости и прочности далеко превосходят все прочие части тела. Их всегда можно распознать, хотя бы они пролежали в земле буквально миллионы лет, потемнели и истерлись. Кости более хрупки. Иногда кость сохраняется хорошо и выдерживает процесс очистки от спаявшихся с ней кусков породы. Таким прочным, например, оказался первый таунгский череп: Реймонд Дарт несколько месяцев кропотливо очищал лицевые кости, а на то, чтобы разнять челюсти и осмотреть поверхность зубов, у него ушло четыре года.

Другие окаменевшие кости не столь прочны и рассыпаются в прах, едва их освобождают от каменных наслоений. Нередко прежде, чем извлечь такую кость из земли, ее приходится пропитывать специальными скрепляющими составами.