這一時期可能至少有3個或多至6個來自太空的巨大天體撞入海洋中，結果導致包括造礁動物、多種魚類和腕足類等許多海洋生物絕滅。

泥盆紀晚期，由於地球氣候變得惡劣起來，湖沼乾涸，盾皮魚類絕種，許多種魚也同樣麵臨著威脅。在這漫長的年代中，總鰭魚中的某些支很好地適應了環境，它們依靠偶鰭、內鼻孔和鰾爬上陸地尋找水源和食物，久而久之，其中的一部分逐步演化為原始兩棲類動物。

由於大氣圈中氧氣增多，在平流層形成能夠吸收大部分紫外線的臭氧層，使地球表麵除海水對生物起到庇護作用以外，又增加了一層保護層，從而為古生代植物的登陸創造了條件。

最早的昆蟲已經絕滅了，但昆蟲是迄今居住在地球上的最成功的動物。它們是最早的陸生動物。熱帶雨林是生物最繁盛的地方，昆蟲構成了其中動物和植物總重量的三分之一。堅固的外骨骼保護了小動物使其免受傷害，在乾旱少雨的時候也能避免□□死。昆蟲一次能產幾百隻，有時甚至幾千隻卵。即使在最危險或最惡劣的環境裡卵也能夠孵化長大，產生更多的昆蟲。

在植物和昆蟲為兩棲類創造好條件的4000萬年以後，兩棲類才從水中爬上岸邊，這裡的植物和植食性動物提供了充足的食物。因為沒有更大的動物與之競爭，兩棲類迅速擴散開來。在距今3.5億年前的泥盆紀晚期，總鰭魚的一支已進化成原始兩棲類。其中主乾為迷齒類，其次為殼椎類和滑體類。

石炭紀時期，氣候潮濕，因而出現了新的奇特的森林，這是陸地上最早的森林。這些森林不像今天的沼澤森林那樣茂密、黑暗，它們由木賊、厚層的蕨類植物和又高又細的樹木組成。新的奇怪的動物在這奇特的景觀中定居下來。各種形狀和大小的兩棲類動物在濕潤的環境中繁盛起來，體形巨大的昆蟲也是如此。

昆蟲是最先掌握飛行技術的動物。爬行類、鳥類、哺乳類甚至魚類都是在它們之後飛上天空的。飛行大大有利於躲避捕食者、征服新的領地和尋找新的食物來源。起初，昆蟲可能跑、跳或從樹上滑行下來，體型更有利於運動的昆蟲常常存活下來，終於它們發育出翅膀。

到距今二億五千萬年至六千五百萬年前，生物史稱為中生代，包括了地質史的三疊紀，侏羅紀和白堊紀。中生代生物界最大的特點是繼續向適應陸生生活演化，裸子植物進化出花粉管，能進行體內受精，完全擺脫對水的依賴，更能適應陸生生活，形成茂密的森林。動物界中爬行動物也迅速發展，演化出種類繁多的恐龍，成為動物界霸主，占據了海、陸、空三大生態領域。

爬行動物包括大型肉食性動物，輕巧的捕獵動物，身披鱗甲、嘴巴像豬一樣的植食性動物和像鱷魚一樣的食魚動物，它們與最早的恐龍生活在一起。

許多爬行動物比最早的恐龍大而且更常見，但這些爬行動物與恐龍都比最早的哺乳動物大得多；這一時期出現的哺乳動物長得都不比老鼠大。從脊椎動物的方麵來說，三疊紀雖部份繼承了古生代的生物成分，但更重要的新的生物類型的出現。在脊椎動物中，除新出現龜鱉類外，更為重要的是槽齒類爬行動物的出現，並從它進化出鱷類、恐龍，以及後來的翼龍、鳥類等，為地球開創一個嶄新的生物局麵。

武氏鱷、吐魯番鱷均為早期槽齒類代表。不過，三疊紀最具進化意義的事件要算哺乳動物的出現，它是從一支基底爬行動物進化來的。當時它雖還弱小，但進步的構造特征預示它日後統治世界的強大的生命力。肯氏獸類是爬行動物向哺乳動物進行過程中的一旁枝。

三疊紀早、中期植物的麵貌，多為一些耐旱的類型。晚三疊世生長在沼澤中的木賊類、羊齒類相當繁茂，低丘緩坡則布有和現代相似的常綠樹，如鬆、柏、蘇鐵等。盛產於古生代的主要植物群，幾乎全部減絕，種子蕨大部消失，柯達樹類趨於衰減。

從大約3億年前直到7000多萬年以後的三疊紀時期恐龍剛剛興起之前不久，異齒龍這樣的動物是陸地上的統治者。

海中的爬行類怪物：2.35億年前，爬行動物於三疊紀中期進入水中。它們的身體長到像鯨魚那樣巨大，並在隨後的1.7億年裡統治海洋直至恐龍時代結束。

最早的大型海洋爬行動物是幻龍類。它們的牙齒長而尖，適於捕捉魚類，腳趾具蹼有助於劃水。盾齒龍類生活於同一時期。這些海生爬行動物體長1.8米，體側具甲。盾齒龍用大而平的牙齒壓碎並攝食海底貝類。它的牙齒長在頜骨邊緣和口腔頂部。

到了2億年前，蛇頸龍類出現了。這些海生爬行動物尾巴短，前肢呈寬闊的槳狀，大多數脖子很長。短頸的上龍類是所有蛇頸龍中最大的，體長12米，超過大型運貨車。魚龍也在這一時期出現，它長得更大，體長15米。它們在9000萬年前謎一樣地消失了。同樣大小的滄龍是凶猛的海生爬行動物，以魚為食，它們則存活到6500萬年前恐龍時代結束。

侏羅紀是恐龍的鼎盛時期。當時除陸上的恐龍，水中的魚龍外，翼龍和鳥類也相繼出現了。

這樣，脊椎動物便首次占據了陸、海、空三大生態領域。侏羅紀的龜類已至繁盛，中國龜、天府龜是其當時代表。

恐龍主宰大地。在超過5500萬年的時間內，它們發展成為植食性和肉食性恐龍，小的像雞那麼大，大的像座高樓。同時，地球上單一的大陸分解為兩個大陸，植物和氣候變得更加多樣。但地球上仍然很溫暖，而且沒有草或開花植物。

恐龍時代的鳥類化石稀少，但始祖鳥顯示出許多肉食性恐龍的特征，因而大多數科學家認為它是由恐龍進化而來的。

白堊紀是中生代最後一個時期，恐龍仍繁盛，並進化出恐龍的最後一支―角龍。

但到白堊紀末期，由於環境的突變，所有恐龍，以及魚龍和翼龍，統統都絕減了。

稱雄一時的爬行動物至此一蹶不振，退出曆史舞台，闖過此關而且殘留至今的隻鱷類、龜鱉類、蛇和晰蜴等少數幾類。

鳥類是脊椎動物向空中發展取得最大成功的一支。鳥類起源於爬行動物的槽齒類。不少人已更進一步認為鳥類是恐龍的後裔。

世界最早的鳥類是發現於德國的始祖鳥。迄今為止隻發現七件骨骼標本。這一鳥類除身披羽毛外，其餘特微和一些小型恐龍十分相似。因此，這一距今一億四千萬年（晚侏羅世紀的鳥類也是最原始的鳥類。早白堊世（距今一億三千萬年左右）是鳥類首次蓬勃發展的時期。中國遼寧發現的鳥類化石是這一時期世界是最為豐富、保存最完整、種類最多的鳥類。這一時期，鳥類個頭較小，飛行能力及樹棲能力皆始祖鳥大大提高。

白堊紀是恐龍生活的最後一個紀，也是地球景觀發生巨大變化的時期。在海麵達到創紀錄的高度後，各個大陸的形狀與今天的非常相似。

開花植物出現，許多昆蟲——從蜜蜂到螞蟻——也出現了。巨型蜥蜴與巨大的海龜一起在海洋裡遊泳。在空中，翼龍展開雙翼達12米。陸地上，恐龍占統治地位，其大小和形狀超出了以前的所有類型。植食性恐龍長到100噸重，肉食性恐龍的體長達到12米以上。

哺乳動物在恐龍時代自始至終都存在。數百萬年中，它們都是原始而渺小的。其中一些可能產蛋。白堊紀時哺乳動物開始發生變化。

將近7000萬年前，哺乳動物分化成兩個主要類群。一類是有胎盤類哺乳動物，它們的初生幼崽發育完好。另一個哺乳動物類群是有袋類，它們生出很小的幼崽，幼崽爬進母親的育兒袋中吃奶。

這兩個類群今天仍然存在，但它們的早期種類很久以前就絕滅了。恐龍時代晚期的有胎盤類哺乳動物中包括了最早的靈長類。猴子、類人猿和人是今天的靈長類。但最早的靈長類是老鼠一樣大小的動物，如珀加圖裡猴。科學家可以根據臼齒分辨出靈長類，這些牙齒看起來很像現代靈長類後部的牙齒。珀加圖裡猴是最早的靈長類之一。長約10厘米，可能以昆蟲為食。

6500萬年前，恐龍從陸地上消失了，海洋和空中的許多其他類型的動物也消失了，包括巨型海生爬行動物和會飛的爬行動物。科學家提出許多種理論來解釋恐龍的滅絕。較為流行的結論是：一顆巨大的小行星撞擊了墨西哥灣。這次撞擊產生的巨大海嘯橫掃地球，並引發多處大火。煙塵遮天蔽日，使天空變暗，並阻擋陽光，使地球變冷。火山爆發也可能產生同樣的結果。許多動物無法適應天氣變化。但是，鳥類、哺乳動物、鱷魚以及許多其他動物幸存下來。

這一假說的證據還來自於在世界各地發現的6500萬年前的沉積物中存在的一種氨基酸。

這種氨基酸含有大量的銥元素，大量地存在於某些天體裡，在地球上卻根本不應該存在。這層富含銥元素的地層在北美洲、歐洲和澳大利亞的許多地區都被先後發現，在我國西藏的岡巴地區幾年前也發現了這層含銥層。

有的科學家認為，這次爆炸使所有恐龍都滅絕了。但是也有一些科學家認為，隻有 70%的恐龍在當時滅絕，其它的一些恐龍種類則勉強地躲過了劫難，可是在隨後的幾百萬年裡又逐漸絕滅了。

這後一種說法並不是沒有道理，因為在6500萬年前的這次事件以後形成的地層裡，仍有一些恐龍骨骼被發現。例如，美國新墨西哥洲6000萬年前上下的地層中就曾經發現了恐龍的殘骸。在阿拉斯加新生代的凍土帶裡，也發現過三角龍的化石。這些現象似乎說明，在這次小行星撞擊地球引起的大爆炸以後，仍然有一些恐龍掙紮著生活了幾百萬年的時間，最後才因為不適應新的氣候和新的環境而最終相繼滅絕。

第三紀（Tertiary period）始於距今6500萬年，延至距今約180萬年。第三紀的重要生物類彆是被子植物、哺乳動物、鳥類、真骨魚類、雙殼類、腹足類、有孔蟲等，這與中生代的生物界麵貌迥異，標誌著“現代生物時代”的來臨。第三紀時被子植物極度繁盛。除鬆柏類尚占重要地位外其餘的裸子植物均趨衰退。蕨類植物也大大減少且分布多限於溫暖地區。第三紀的植物有明顯的分區現象，地層中還有許多微體水生藻類化石。脊椎動物的變化主要表現在爬行動物的衰亡，哺乳類、鳥類和真骨魚類取而代之，興起且高度繁盛。第三紀的早期，仍生活著古老、原始的哺乳動物；到了中期，現代哺乳動物的祖先先後出現，逐漸代替了古老、原始的哺乳動物；第三紀晚期，現代哺乳動物群逐漸形成，更是偶蹄類和長鼻類繁盛的時期。尤其馬的進化很快。

中生代末，海生無脊椎動物有明顯的興衰現象。盛極一時的菊石類完全絕滅，箭石類極度衰退，而雙殼類、腹足類、有孔蟲、六射珊瑚、海膽、苔蘚蟲等則進一步繁盛。第三紀出現的有孔蟲分布廣泛、進化迅速，對於海相第三係的劃分與對比很有意義。此外，它們的生態分帶已應用於確定沉積盆地水深的變化。原生動物中的放射蟲在第三紀也十分繁盛，在深海研究中占有突出地位。雙殼類在第三紀有很大發展，腹足類在第三紀進入極盛期。

陸生的無脊椎動物以雙殼類、腹足類、介形類為主，可以根據它們不同時期組合麵貌的變化，進行陸相第三係的劃分。

人類起源：約5000多萬年前，靈長類動物呈輻射狀演化，從低等靈長類動物原猴類中又分化出高等靈長類動物。

3300萬-2400萬年前，產生了猿。

埃及發現的最早的古猿原上猿和埃及猿已經具有類人猿的一些性狀；稍晚後的古猿化石還有森林古猿分布範圍較廣，在亞洲、歐洲、非洲均有所發現。東非的原康修爾猿已經是一種猿，是人類和非洲猿的祖先。以上古猿均為林棲動物，四肢行走，屬於攀樹的猿群。現存的猿中包括兩個類群，非洲猿（大猩猩、黑猩猩和人類）和亞洲猿（長臂猿和猩猩），這兩個類群之間存在著明顯的界限，顯然，二者的分化發生在1200萬年-1500萬年前。

在約1000萬年前至約380或200多萬年前，有兩種過渡時期的化石代表。一種是臘瑪古猿，一種是南方古猿。

最初的人類在人類學中被稱為“完全形成的人”。我國古人類學者把這一進程分作猿人和智人兩大階段，每段再分為早晚兩個時期。

250萬年前，熱帶非洲的氣候開始惡化，冰期從北半球襲來。隨著氣候越來越乾旱，稀樹大草原開始逐漸變為灌木大草原，大多數南方古猿消失。有兩個例外，一種情況是，某些地區稀樹大草原保留下來，那裡的南方古猿得以生存下去，比如南方古猿能人種和兩種粗壯種。更重要的一種情況是某些南方古猿群體利用自己的聰明才智發明了一些成功的防衛機製而生存下來，對於這些防衛機製人們隻能去猜測，可能會扔石頭，或者使用有木頭和其他植物材料製成的原始武器，有可能露宿野外篝火旁。

事實上正是這些南方古猿的後裔生存下來並繁榮起來，最終進化成人屬，從樹上棲息雙足行走轉變為陸地生活並雙足行走。