Le lac Paléostomi et la zone qui l'entoure constituent le seul vestige de l'ancien écosystème dit " de Colchide ", qui fut asséché par les Soviétiques dans les années 1920-1930. Staline créait le parc en même temps qu'il détruisait le reste de l'écosystème ! Il s'agit d'une zone marécageuse, subtropicale et humide datant de l'époque tertiaire, et dont on peut voir des résidus en ligne continue sur tout le continent eurasien.

Cette zone humide possède une biodiversité archaïque et riche, précieux témoignage du tertiaire parvenu jusqu'à nous. Plus d'une trentaine d'espèces de poissons sont présentes dans le lac, et 21 types d'oiseaux migrateurs y viennent d'Europe en hiver. Pour l'anecdote, en janvier 2008, l'hiver fut particulièrement rigoureux en Géorgie. Le lac gela pour la première fois depuis au moins 800 ans ! Autre anecdote curieuse, le physicien grec Hippocrate voyageait dans la zone au IV^e siècle avant J.-C ; il y décrivit que les gens habitaient bizarrement sur les marécages, se déplaçaient en bateau et buvaient l'eau de pluie. Il dit aussi étrangement qu'ils étaient si grands et si gros qu'il ne pouvait pas voir leurs visages ! Vingt-trois siècles plus tard, Alexandre Dumas traversera la même région en bateau, sur les marécages, souffrant de l'humidité de ce climat malsain, évoquant quantité d'autres anecdotes curieuses.