Προτού ο σύγχρονος άνθρωπος εξαπλωθεί στην Ευρώπη και κυριαρχήσει στην πανίδα της, η ήπειρος μας διέθετε πανίδα μεγάλων θηλαστικών ασυγκρίτως πλουσιότερη από τη σημερινή. Μεγάλες αγέλες βοοειδών και ίππων περιπλανούνταν στις πεδιάδες, ενώ στα δάση ζούσαν ελαφοειδή και ελέφαντες. Μεγάλα σαρκοφάγα, όπως το λιοντάρι, η στικτή ύαινα και ο λύκος ήλεγχαν τους πληθυσμούς των φυτοφάγων. Μάλιστα, θέσεις με απολιθωμένα οστά θηλαστικών έχουν εντοπιστεί στις φυσικές τομές που δημιουργεί ο Πηνειός στην Πεδιάδα της Λάρισας, διαβρώνοντας τις παλαιότερες αποθέσεις του. Σποραδικά ευρήματα αναφέρονται και από άλλα σημεία της κάτω κοιλάδας του ποταμού, όπως στην περιοχή Ροδιάς και στο δέλτα, όμως ο αριθμός τους είναι πολύ περιορισμένος.
Η καλύτερα ερευνημένη και η πιο πλούσια σε απολιθώματα περιοχή της κοιλάδας του Πηνειού είναι το τμήμα δυτικά της Λάρισας, μέχρι τα Στενά του Καλαμακίου (Αμυγδαλιά), όπου συστηματικές έρευνες έχουν αποκαλύψει πολυάριθμα σκελετικά λείψανα ζώων του Ανωτέρου Πλειστοκαίνου, καθώς και ανθρωπογενή κατάλοιπα της Μέσης Παλαιολιθικής εποχής (λίθινα τέχνεργα, όπως λεπίδες, φολίδες και πυρήνες εργαλείων).
Τα παραπάνω επισημαίνει ο δρ. Αθ. Αθανασίου, γεωλόγος-παλαιοντολόγος, στο πλαίσιο της έκθεσης “Ο Απολιθωμένος κόσμος του Πηνειού”, που φιλοξενείται από τις 18 Δεκεμβρίου 2009 στο Κτήριο Κατσίγρα του Τμήματος Ιατρικής του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας στη Λάρισα και την οποία διοργανώνει το Τμήμα Ιατρικής της Σχολής Επιστημών Υγείας του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας.
Μέσα από την έκθεση καταδεικνύεται ότι ελέφαντες, ταύροι, ρινόκεροι, ιπποπόταμοι, άλογα, αίγαγροι αφθονούσαν πριν από 30-40 χιλιάδες χρόνια στις πεδιάδες και τα βουνά της Θεσσαλίας, προτού, δηλαδή, ο άνθρωπος κυριαρχήσει στην περιοχή. Η ανακάλυψη και η πρώτη συλλογή υλικού στην περιοχή έγινε το 1958 από γερμανική αρχαιολογική αποστολή. Κατά τις επόμενες δεκαετίες έχουν γίνει αρκετές συλλογές απολιθωμάτων, σε περιόδους χαμηλής στάθμης του ποταμού και έχουν συγκεντρωθεί περισσότερα από διακόσια απολιθώματα μεγάλων θηλαστικών. Τα απολιθώματα αποσπώνται από τα ιζήματα των όχθεων, λόγω της διαβρωτικής δράσης του ποταμού, και μεταφέρονται από το νερό, σε μικρή συνήθως απόσταση, κατά μήκος της κοίτης του ποταμού.
Η απόθεση των οστών εντός των ποτάμιων ιζημάτων, σύμφωνα με τον επιστήμονα, έγινε κατά την τελευταία παγετώδη περίοδο, όταν ο ποταμός απέθετε φερτά υλικά κατά την έξοδο του από τα Στενά Καλαμακίου. Πτώματα θηλαστικών, που μεταφέρονταν από τα νερά του ποταμού αποτίθεντο μαζί με τα φερτά υλικά, καλύπτονταν γρήγορα από νέα ιζήματα, και τα οστά τους απολιθώθηκαν με την πάροδο των αιώνων. Η παρουσία λίθινων τεχνέργων στο ίδιο στρώμα με ορισμένα απολιθώματα έχει παράλληλα τροφοδοτήσει τη θεωρία ότι οι θέσεις έξω από τα Στενά αποτελούν τόπους κυνηγιού των προϊστορικών κατοίκων της θεσσαλικής πεδιάδας. Η τοπογραφία της περιοχής στην έξοδο του φαραγγιού προσέφερε εξάλλου ιδανικές συνθήκες για ενέδρα. Ωστόσο, κανένα από τα μέχρι σήμερα ευρεθέντα απολιθώματα δεν φέρει ίχνη σφαγής, κάτι που θα αποτελούσε ισχυρό στοιχείο υπέρ αυτής της θεωρίας. Είναι, όμως, βέβαιο, από τις γνώσεις που έχουμε από τη μελέτη άλλων ευρωπαϊκών πανίδων της εποχής, ότι ο άνθρωπος κυνηγούσε τα περισσότερα από αυτά τα ζώα, ακολουθώντας τα και κατά τις εποχικές τους μεταναστεύσεις. Τα απολιθωμένα θηλαστικά που έχουν προσδιοριστεί μέχρι σήμερα στην κοιλάδα του Πηνειού είναι, ελέφαντας, ταύρος, βούβαλος, αίγαγρος, αντιλόπη σάιγκα, ρινόκερος, ίπποι, ιπποπόταμος, μεγαλόκερος, ελάφι, πλατόνι, ζαρκάδι.