志留纪末期,陆生植物中的裸蕨植物首次出现,植物终于从水中
开始向陆地开展,这是生物演化的又一重大事件。
泥盆纪-距今约3.65万年前的泥盆纪后期,
也称第二次生物大灭绝,
是地球史上第四大的物种灭绝事件,海洋生物遭到重创。
石炭纪使陆生生物飞跃开展,海生无脊椎动物也有所更新。蜓类是石炭纪海生无脊椎动物中最重要的类群,腕足动物数量很多, 头足类则以菊石迅速开展为主。
在石炭纪晚期,脊椎动物演化史出现一次飞跃,从此摆脱了对水的依赖,以适应更加广阔的生态领域,以北美宾夕法尼亚早期地层中的林蜥为代表。生活在陆上的昆虫,如蟑螂类和蜻蜓类,是石炭纪突然崛起的一类陆生动物,其中有些蜻蜓个体巨大,两翅张开大者可达70cm。
陆生脊椎动物进一步繁盛,两栖动物占到了统治地位。早石炭纪一开始,两栖动物蓬勃开展,主要出现了坚头类(也称迷齿类),同时繁盛的还有壳椎类
距今约2.5亿年前的二叠纪末期,发生了有史以来最严重的大灭绝事件,估计地球上有96%的物种灭绝,其中90%的海洋生物和70%的陆地脊椎动物灭绝。三叶虫、海蝎以及重要珊瑚类群全部消失。陆栖的单弓类群动物和许多爬行类群也灭绝了。 这次大灭绝使得占领海洋近3亿年的主要生物从此衰败并消失。
三叠纪与侏罗纪之间,这次灭绝事件的影响程度遍及陆地与海洋。在海洋生物中,有20%的科消失;许多大型镶嵌踝类主龙、大部分兽孔目、以及许多大型两栖动物也灭亡,当时至少50%的物种消失。
侏罗纪界于三叠纪和白垩纪之间,约1.99亿年前到1.46亿年前。恐龙成为陆地的统治者,翼龙类和鸟类出现,哺乳动物开始开展等等。陆生的裸子植物开展到极盛期。淡水无脊椎动物的双壳类、腹足类、叶肢介、介形虫及昆虫迅速开展,棘皮动物的海胆开始占据了重要地位。
白垩纪是地质年代中最严重的大规模灭绝事件之一,包含恐龙在内的大部分物种灭亡。称霸了地球近1亿多年的恐龙时代结束了。
第三纪距今约0.35亿年,生物景观上增加了多样性,被子植物、哺乳动物、鸟类、真骨鱼类、双壳类、腹足类、有孔虫等生物大量出现,这也标志着“现代生物时代”的来临,78万年前开始出现猿人至今。