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早白堊世晚期出現(xiàn)了被子植物，中、晚白堊世很快繁育起來,新生代時極為繁盛,代替了裸子植物，成為植物界中最高級的類群，開創(chuàng)了被子植物時代。關(guān)于被子植物的起源迄今尚無定論。
被子植物有比裸子植物更進(jìn)步的內(nèi)部構(gòu)造和完善的生殖器官。被子植物的迅速發(fā)展和更廣泛的地理分布，為依賴植物為生的動物界提供了豐富的食物資源，促進(jìn)了昆蟲、鳥類和哺乳動物的大發(fā)展。人類生活也與被子植物的發(fā)展密切相關(guān)。
最早的哺乳動物是從三疊紀(jì)的似哺乳爬行動物中分化出來的。進(jìn)入新生代，由于板塊的分離或聚合，氣候的分化，被子植物的迅速發(fā)展和廣泛分布，促使哺乳動物迅速分化、輻射，得到了空前發(fā)展，取代了爬行動物，在地球上居于優(yōu)勢。從而脊椎動物的演化又進(jìn)入了一個更高級的階段──哺乳動物時代。從爬行動物的變溫、卵生發(fā)展為哺乳動物的恒溫、胎生和哺乳，以及高度發(fā)達(dá)的神經(jīng)系統(tǒng)和感覺器官，是脊椎動物演化史上的一次重大飛躍。
一般認(rèn)為中生代的古獸類是白堊紀(jì)和新生代有袋類和有胎盤類的共同祖先。白堊紀(jì)時，有袋類廣泛分布于世界各大陸，第三紀(jì)繁盛于南美，而現(xiàn)代僅生活在澳大利亞。有胎盤類是比有袋類更高等的哺乳動物。最早的有胎盤類是白堊紀(jì)出現(xiàn)的小型食蟲類。新生代后得到空前發(fā)展，分化、輻射出許多分支。其中一支為適合于飛行生活的翼手類和蝙蝠，是從古新世一類樹棲生活的食蟲類演化而來的。另一支是適應(yīng)于海洋生活的鯨類，保留了從陸生祖先繼承來的肺呼吸，是一種進(jìn)化趨同的現(xiàn)象。嚙齒類包括現(xiàn)生的松鼠、河貍、家鼠等，是獸類中演化最成功的一類，無論在種類、數(shù)量、分布地區(qū)，在獸類中都占優(yōu)勢地位。食肉類又分為古食肉類、新食肉類和鰭腳類。古食肉類大量輻射發(fā)生在古新世和始新世。始新世末期新食肉類繁盛起來，如現(xiàn)生的貓、虎、狗等。新食肉類出現(xiàn)不久，海生鰭腳類（海獅、海豹、海象）開始出現(xiàn)。
最原始的哺乳動物主要是食蟲的。古老的有蹄動物踝節(jié)類也是從原始食蟲類演化而來的，是由食蟲發(fā)展到食草過程中最原始的一個分支，是后來大多數(shù)有蹄動物，包括馬、貘、犀等奇蹄類和豬、牛、羊等偶蹄類的共同祖先。
象的祖先可能由早期的踝節(jié)類演化而來。最早的象是發(fā)現(xiàn)于北非晚始新世到早漸新世的始祖象(Moerither-ium),體形大小如豬，第二對門齒還沒有形成象類特有的大門牙。古乳齒象(Palaeomastodon)是始祖象的直接后裔，它的身體比始祖象增大了約一倍,上門牙伸長,第四紀(jì)開始多數(shù)絕滅，少數(shù)生活到早更新世。真象類是從乳齒象演化出來的，又分為劍齒象類和真象類。中國象類化石很多，如甘肅早更新世的劍齒象化石被命名為黃河古象，真象化石有廣泛分布于華北和東北晚更新世的猛犸象。象類演化趨勢是個體增大、鼻長和大象牙的不斷增長。今天殘存的僅有非洲象和印度象。
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