David Kitts cho biết tạp chí Tiến hóa: "Mặc dù với sự hứa hẹn sáng sủa rằng Cổ sinh học sẽ đem đến cho chúng ta một phương tiện để có thể nhìn thấy sự tiến hóa, nhưng ngược lại nó đã đem đến cho các nhà tiến hóa luận những khó khăn bề bộn hơn, bởi vì nó (ngành Cổ sinh học) càng làm hiện rõ hơn "khoảng trống giữa các loài". Thuyết tiến hóa cần những hóa thạch sinh vật trung gian, nhưng Cổ sinh học lại không thể cung cấp được". Càng tìm kiếm, càng thấy nhiều hóa thạch các loài chứ không hề thấy hóa thạch các sinh vật trung gian. Vậy có quá trình tiến hóa không, để từ một loài này một (hoặc vài) loài mới xuất hiện[6]. Stephen Jay Gould cho biết: "Sự vắng mặt các bằng chứng hóa thạch cho các giai đoạn trung gian giữa các thời kỳ tiến hoá trong thiết kế hữu cơ của các loài, mà bản chất là chúng ta không đủ sức, kể cả việc tưởng tượng, để xây dựng nên các trung gian chức năng đó, đã là một vấn đề dai dẳng gây tranh cãi đối với tính ‘dần dần’ của thuyết tiến hoá"[7].

Chính Darwin trong cuốn Nguồn gốc các loài cũng phải thừa nhận điểm yếu nhất này trong học thuyết của ông, trong phần mở đầu của chương 10: "Số lượng các dạng trung gian giữa các loài, là các dạng đã tồn tại một cách chính thức, sẽ là rất lớn. Nhưng tại sao không có một kiến tạo hoặc một giải tầng địa chất nào chứa đầy đủ các gạch nối trung gian này? Rõ ràng là ngành địa lý đã không tìm ra được bất cứ một chuỗi hữu cơ biến đổi từ từ nào, và đó có lẽ là một khách quan hiển nhiên và nghiêm trọng nhất chống lại lý thuyết này"[8] và "lời giải thích có lẽ nằm trong sự thiếu hoàn hảo thái quá trong dữ liệu địa lý"[6]. Nhưng đến khi mẫu vật thuộc loài Archaeopteryx được phát hiện chỉ hai năm sau đó, tức là vào năm 1861, nó được xem là đại diện cho một dạng chuyển tiếp cổ xưa giữa khủng long và sinh vật dạng chim mà trước đó không phải là chim. Nhiều hóa thạch chuyển tiếp khác đã được phát hiện kể từ đó, và hiện có nhiều bằng chứng về cách tất cả các lớp động vật có xương sống có quan hệ với nhau, bao gồm nhiều hóa thạch chuyển tiếp[9].