La monumental "Contribución al conocimiento de los mamíferos fósiles de la República Argentina", de 1889, le valió la medalla de oro en la Exposición Universal de París, también "Filogenia, principios de clasificación transformista basados sobre leyes naturales y proporciones matemáticas", que lo ubicó entre las pocas figuras mundiales del enfoque paleontológico de la biología evolutiva. Cerró esta etapa de su vida en 1906 con "Formaciones sedimentarias del Cretáceo Superior y del Terciario de Patagonia", una obra que no se limitó a las descripciones, sino que planteó hipótesis sobre la evolución de los diversos mamíferos y analizó las distintas capas de la corteza terrestre y sus posibles edades. Entre 1907 y 1911, volvió a su primitiva dedicación: el hombre fósil, las descripciones de los primeros habitantes, sus industrias y culturas.