La mayor parte de la informaci≤n existente sobre la evoluci≤n del tibur≤n la obtenemos de sus ~f≤siles~, que pueden consistir en restos de partes de sus cuerpos o bien en impresiones de los mismos dejadas en las rocas. La Paleontologφa, o estudio de los f≤siles, s≤lo ha existido como ciencia cerca de 150 a±os. Asφ, aun teniendo la historia de los tiburones mßs de 400 millones de a±os, el estudio de los restos de estos animales se encuentra todavφa en la infancia.
Los f≤siles mßs comunes de tibur≤n son dientes, espinas de aleta y vΘrtebras. Muy raramente se conservan esqueletos completos, ya que tras la muerte del animal su blando cartφlago se descompone con rapidez. Por otro lado, los dientes f≤siles existen en abundancia, no s≤lo porque son duros y se conservan bien, sino porque el tibur≤n pierde miles de ellos a lo largo de su vida. Algunos de estos dientes f≤siles mßs peculiares son los pertenecientes al predecesor ya extinto del gran tibur≤n blanco: el Carcharodon megalodon. Este prehist≤rico tibur≤n alcanzaba casi 20 metros de longitud, midiendo algunos de sus dientes de 16 a 19 cm.
Los f≤siles de tibur≤n se encuentran en todas las ßreas continentales del mundo. En los Estados Unidos, las ßreas ricas en restos f≤siles incluyen las costas de los ocΘanos Atlßntico y Pacφfico, y tambiΘn las del Golfo de MΘjico. Sin embargo, los f≤siles no estßn exclusivamente en las zonas de playa. Gran parte de la tierra que vemos hoy dφa era anta±o hogar de numerosos peces, por lo que los f≤siles tambiΘn se hallan en lugares como los estados de Montana, Tennessee y Kentucky. TambiΘn han extraφdo gran cantidad de dientes f≤siles de sitios como los Calvert Cliffs, zona de abundantes acantilados en la orilla oeste de la Bahφa de Chesapeake, del estado de Maryland y en un ßrea conocida como Sharktooth Hill, o colina de dientes de tibur≤n, en California. En el siglo XlX, los restos de un cladodonte Cladoselache fueron hallados en los Cleveland Shales a lo largo de las orillas meridionales del Lago Erie. El hallazgo de estos restos f≤siles fueron relevantes ya que incluφan no s≤lo dientes y vΘrtebras, sino tambiΘn las estructuras de algunos ≤rganos internos como los ri±ones y m·sculos.
Los f≤siles proporcionan un importante enlace a los cientφficos entre el pasado y el presente de los tiburones. Por ejemplo, analizando los dientes los investigadores suelen identificar la edad y los hßbitos de alimentaci≤n de un tibur≤n, pero s≤lo con los dientes o espinas de aleta como punto de referencia resulta, a veces, imposible determinar con precisi≤n sus caracterφsticas fφsicas o hßbitos. Por ello la historia evolutiva del tibur≤n permanece incompleta. Los especialistas en la materia a·n no han sido capaces de crear un informe completo de f≤siles que demuestre una paulatina transici≤n de especie a especie.
