Iniziata dal nonno Giovanni Battista Gherardo (1739-1791) con un piccolo nucleo di reperti provenienti dalla Pesciara di Bolca, la collezione paleontologica di Palazzo d’Arco viene arricchita dall’incessante lavoro di raccolta di Luigi che, tra le numerose passioni naturalistiche che lo animano, pone nella paleontologia particolare interesse.
Armadi e cassetti sono letteralmente stipati di fossili provenienti soprattutto dalle zone che all’epoca potevano essere geograficamente più accessibili da Mantova, come il Veronese, il Piacentino, il basso Piemontese, la Toscana. La collezione conta all’incirca 5.000 pezzi, considerando anche le specie che in molti casi si reperiscono in considerevoli unità. Nelle vetrine paleontologiche della Sala di Seth, situata nella palazzina che ospita la sezione naturalistica del Museo di Palazzo d’Arco, sono invece esposti alcuni tra i pezzi più significativi della collezione, fra i quali spiccano alcuni esemplari di Pesci eocenici dell’alta Val d’Alpone (Bolca - VR) che costituiscono proprio il nucleo storico della raccolta, ancora in ottimo stato di conservazione: tra questi si segnalano un bell’esemplare di Platax plinianus, una Mene rhombea e uno di Sparnodus vulgaris, reperito in impronta e controimpronta. Una parte di questo primo nucleo di campioni fossili nel 1777 venne donata da Gherardo d’Arco alla “Regia Accademia delle Scienze e delle Lettere” e confluì in seguito nel Gabinetto naturalistico del Liceo Virgilio. Tra gli altri reperti esposti nelle vetrine storiche si segnalano numerose impronte interne e gusci di molluschi marini tra i quali un Chiton, appartenente ad un antichissimo gruppo ancora vivente, diversi esemplari di Ammonoidea e un Nautilus quasi completo.