Antarktida je kontinent na dně světa. V době dinosaurů a plazů se Antarktida nacházela dále na sever v blízkosti Austrálie a byla domovem svěžího jehličnatého lesa, kde se v těchto podmínkách dařilo mnoha dinosaurům. Po dinosaurech v Cenozoiku, zatímco se kontinenty pohybovaly, se Antarktida pohybovala mnohem více na jih a jelikož nebyla obrácena ke slunci, jak tomu bylo na dně světa (i když v Arktidě bylo trochu slunce), a nakonec se začala více ochlazovat.
Až do doby před 55 miliony let byla historie života na Antarktidě velmi podobná té na jiných jižních kontinentech, zejména v Austrálii. Fosilní záznamy jsou velmi podobné s hojnými rostlinami a živočichy, včetně těch, kteří žili na souši. V mnoha oblastech Antarktidy jsou z tohoto období hojné rostlinné fosilie.
Zřejmě historicky nejvýznamnějším dokladem dřívější vegetace, dobře zachované v Antarktidě, je listová forma Glossopteris, která byla jádrem pojmu Gondwana, hypotéza, která byla poprvé navržena k vysvětlení rozšířeného rozšíření ledovcových hornin a Glossopteris. Když byla skupina Roberta Falcona Scotta nalezena mrtvá ve svém stanu na zpáteční cestě z jižního pólu, byly u nich nalezeny exempláře Glossopteris z oblasti ledovce Beardmore. Zatímco na zpáteční cestě odhodili téměř vše ostatní, uznali nesmírný vědecký význam Glossopteris a odmítli zde exempláře nechat. Ty jsou staré asi 280-300 milionů let.
Existuje velký spor o to, kdy antarktická vegetace vymřela. Je jasné, že dobrý vegetační pokryv, obsahující mnoho prvků, které stále existují v některých chladných deštných lesích mírného pásu jižní polokoule, jako je Tasmánie, Nový Zéland a jižní Jižní Amerika, přetrvával v Antarktidě až do doby před asi 35 miliony let. Existují další dráždivé důkazy, které naznačují, že přetrvával ještě mnohem později, dokonce ještě před 2-3 miliony let. Dinosauři žili na Antarktidě a jsou obzvláště dobře známí ze severního cípu Antarktického poloostrova, i když jen málo jich bylo popsáno formálně. Patří mezi ně ankylosauři (obrnění dinosauři), mosasauři a plesiosauři (obě skupiny mořských plazů).
Cryolophosaurus ellioti, slavný antarktický dinosaurus
Seymourův ostrov, ležící jen kousek od Antarktického poloostrova, je jedním z nejdůležitějších fosilních nalezišť na Zemi. Obsahuje ohromující množství různých zkamenělin, představujících velké množství různých prostředí, a také zahrnuje jeden z velmi mála nepřerušovaných úseků přes křídovou/třetihorní hranici, dobu, kdy vymřeli dinosauři a mnoho dalších forem života, pravděpodobně v důsledku dopadu meteoritu nebo asteroidu.
Hojné zbytky jižního buku Nothofagus (N. beardmorensis) byly nalezeny v 86°S, jen 400 km od jižního pólu. Stáří je sporné, ale může být až 2-3 miliony let, což naznačuje, že moderní prostředí Antarktidy s velkým ledovým příkrovem může být novějším vývojem, než se předpokládalo před několika lety. Listy se hojně vyskytují v jezerních sedimentech, které jsou zase pod- a přesazeny ledovcovými sedimenty. Listy představují podzimní listový opad a jsou velmi podobné, i když větší než tasmánský druh Nothofagus gunnii známý také jako Listnatý buk nebo Tanglefoot. Studium dřeva naznačuje, že rostlina rostla jako roztroušený keř podobný ve formě růstu arktické vrbě (Salix arctica).
Mořská planina ve Vestfold Hills je další významnou lokalitou, která přináší velkou rozmanitost fosilií z doby před 4,5 až 4,1 miliony let. Snad nejznámější jsou fosilní delfíni a velryby. Je známo asi 5 nebo 6 druhů, ale pouze dva delfíni byli podrobně zkoumáni. Delfíni jsou ve vědě noví a velmi se liší od moderních delfínů. Jsou zcela běžní a vyskytují se jako téměř kompletní kostry, jako by uhynuli a lehce se potopili do bahna, aniž by byli rušeni predátory nebo drsnými mořskými podmínkami. Uhynuli na náspu, který byl hluboký méně než 40 metrů. Skládají se ze dvou druhů, jeden asi 4,5 m dlouhý a druhý asi 8 až 9 m dlouhý. Jsou neobvyklí nedostatkem zubů a jeden tím, že jsou na delfína tak velcí. Mohou konzumovat olihně tím, že je vcucnou do jejich velmi dlouhých, štíhlých čelistí a lokalizují je echolokačními přístroji. Ostatní druhy kytovců jsou zastoupeny pouze fragmenty.
Zajímavou fosilií z Marine Plain je palinurid korýš, malý humr. Do této čeledi patří moderní humři obchodu kolem Austrálie. Skupina je nyní vyhynulá z Antarktidy. Palinuridy mají další zajímavý aspekt. Formálně patří do čeledi Palinuridae, která zahrnuje Palinurus, Panulirus a Linuparus. Tato jména jsou všechna anagramy na sebe navzájem a naznačují smysl pro humor mezi skupinou biologů, kteří je pojmenovali. Palinurus ve starověku, byl navigátorem ve Virgilově Aeneid.Fosilie z Marine Plain se vyskytují tam, kde zemřeli, na rozdíl od většiny jiných lokalit, kde jsou známy zkameněliny tohoto věku a to je místo, kde bude hodnota ložiska nakonec zdokumentována.
Je jasné, že k velkému vymírání došlo v okolí Antarktidy v období před 2-3 miliony let, ale nyní je zřejmé, že může být součástí globálního vymírání, které je nyní zdokumentováno. Příčina je diskutována, ale jedním z silných přispěvatelů bylo pravděpodobně uzavření Panamské šíje, které způsobilo zastavení toku vody z Atlantiku do Tichého oceánu, což způsobilo počátek Golfského proudu a zalednění severní polokoule. Dalším přispěvatelem mohly být Himálaje, které v té době rostly a ovlivňovaly cirkulaci atmosféry na severní polokouli.
Jak vypracujeme příběh antarktického fosilního života, když je tak málo výchozu a tak málo pracovníků v terénu? Moderní biochemické metody nám umožňují vypracovat obecný vývojový trend, a to i v některých skupinách, které nezanechávají fosilie. Dvě skupiny, kde byly tyto techniky obzvláště úspěšné, jsou v Euphausiacea (včetně antarktického krilu, jako je Euphausia superba) a v antarktických rybách, které patří k Notothenioidea. Obě skupiny nemají žádné fosilní záznamy. U Euphausiacea to platí celosvětově, a přesto představuje jeden z největších světových rysů biomasy.
Jedním z klíčových přístupů je zkoumání DNA z mitochondrií v moderních buňkách. Má se za to, že tato DNA je téměř výhradně mateřského původu, a tudíž není součástí procesu reprodukce zahrnující jadernou DNA. Mitochondriální DNA hromadí mutace v míře, která je známá zhruba. Rozdíl v mitochondriální DNA u dvou podobných organismů je funkcí doby, která uplynula od doby, kdy se vyvinuly ze společného předka. Biochemické techniky nyní umožňují provést odhady této doby a stanovit hrubý evoluční strom. Vývoj krilu a ryb je nyní zhruba rozpracován a doba změn se docela dobře shoduje s oceánografickými událostmi, které jsou identifikovatelné v geologických záznamech.
Zde jsou všechna prehistorická zvířata nalezená v Antarktidě: