在三叠纪晚期，两条腿的始祖龙诞生了第一批恐龙，其后代统治着这个星球，直到1.75亿年后中生代结束。与普遍的看法相反，它们并没有进化成鸟类，这种荣誉属于侏罗纪和白垩纪时期的小型有羽毛兽脚亚目恐龙。大多数古生物学家指出侏罗纪晚期，大约1.5亿年前，有明显的鸟类恐龙，如始祖鸟和表翅目。由于它们是如此渺小和脆弱，大多数中生代哺乳动物在化石记录中仅以牙齿表示，尽管有些个体留下了令人惊讶的完整骨骼。
脊椎动物自5亿多年前它们微小的半透明祖先游过世界海洋以来，已经走过了漫长的道路。以下是对主要脊椎动物群体的大致时间顺序调查，从鱼类到两栖动物再到哺乳动物，中间有一些值得注意的已灭绝的爬行动物谱系（包括始祖龙，恐龙和翼龙）。
01
鱼和鲨鱼在5亿到4亿年前，地球上的脊椎动物生活以史前鱼类为主。随着它们双侧对称的身体计划，V形肌肉和沿着身体长度延伸的noochord（受保护的神经弦），像Pikaia和Myllokunmingia这样的海洋居民为后来的脊椎动物进化建立了模板，这些鱼的头部与它们的尾巴截然不同也没有什么坏处，这是寒武纪时期出现的另一个令人惊讶的基本创新。大约4.2亿年前，第一批史前鲨鱼从它们的鱼类祖先进化而来，并迅速游到海底食物链的顶点。
02
四足动物众所周知的“出水的鱼”，四足动物是第一批爬出海域并在干燥（或至少是沼泽）陆地上定居的脊椎动物，这是一个关键的进化转变，发生在4亿至3.5亿年前的泥盆纪时期。至关重要的是，第一批四足动物来自叶鳍鱼，而不是鳍鱼，后者具有特征性的骨骼结构，可以变成后来脊椎动物的手指，爪子和爪子。奇怪的是，一些最早的四足动物的手脚上有七到八个脚趾，而不是通常的五个脚趾，因此最终成为进化的“死胡同”。
03
两栖动物在石炭纪时期，可追溯到大约3.6亿至3亿年前，地球上的陆地脊椎动物以史前两栖动物为主。两栖动物被不公平地认为只是早期四足动物和后来的爬行动物之间的进化中途站，它们本身就至关重要，因为它们是第一个找到殖民干旱土地的方法的脊椎动物。然而，这些动物仍然需要在水中产卵，这严重限制了它们渗透到世界大陆内部的能力。今天，两栖动物以青蛙，蟾蜍和蝾螈为代表，在环境压力下，它们的数量正在迅速减少。
04
陆生爬行动物大约3.2亿年前，给或花了几百万年，第一批真正的爬行动物是从两栖动物进化而来的。凭借其鳞片状的皮肤和半渗透的卵，这些祖先的爬行动物可以自由地离开河流，湖泊和海洋，冒险深入干燥的土地。地球上的大陆很快被鸢尾龙，始祖龙（包括史前鳄鱼），拟南洋（包括史前海龟），史前蛇和therapsids（后来进化成第一批哺乳动物的“类似哺乳动物的爬行动物”）居住。在三叠纪晚期，两条腿的始祖龙诞生了第一批恐龙，其后代统治着这个星球，直到1.75亿年后中生代结束。
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海洋爬行动物石炭纪时期的一些祖先爬行动物至少部分（或大部分）领导了水生生活方式，但海洋爬行动物的真正年龄直到三叠纪早期到中期鱼龙（“鱼蜥蜴”）的出现才开始。这些鱼龙是从陆地祖先进化而来的，与长颈蛇颈龙和蛇颈龙重叠，然后由长颈蛇颈龙和蛇颈龙继承，它们本身重叠，然后由白垩纪晚期异常光滑，凶猛的沧龙继承。所有这些海洋爬行动物在6500万年前与它们的陆地恐龙和翼龙表亲一起灭绝，在K / T流星撞击之后。
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翼龙翼龙（“有翅蜥蜴”）经常被错误地称为恐龙，实际上是一个独特的带皮翼爬行动物的家族，在三叠纪早期到中期从始祖龙种群进化而来。中生代早期的翼龙相当小，但一些真正巨大的属（如200磅重的Quetzalcoatlus）主导了白垩纪晚期的天空。像它们的恐龙和海洋爬行动物表亲一样，翼龙在6500万年前灭绝了。与普遍的看法相反，它们并没有进化成鸟类，这种荣誉属于侏罗纪和白垩纪时期的小型有羽毛兽脚亚目恐龙。
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鸟类很难确定第一批真正的史前鸟类从它们的羽毛恐龙祖先进化而来的确切时刻。大多数古生物学家指出侏罗纪晚期，大约1.5亿年前，有明显的鸟类恐龙，如始祖鸟和表翅目。然而，鸟类可能在中生代期间多次进化，最近一次是从白垩纪中后期的小的有羽毛兽脚亚目恐龙（有时称为“恐龙鸟”）进化而来的。顺便说一句，按照被称为“支系学”的进化分类系统，将现代鸟类称为恐龙是完全合法的！
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中生代哺乳动物与大多数这样的进化转变一样，三叠纪晚期最先进的兽人（“类似哺乳动物的爬行动物”）与大约在同一时间出现的第一批真正的哺乳动物之间没有一条明确的界限。我们唯一可以肯定的是，大约2.3亿年前，小而毛茸茸的，温血的，类似哺乳动物的生物在高高的树枝上滑行，并与更大的恐龙以不平等的条件共存，直到K / T灭绝的尖端。由于它们是如此渺小和脆弱，大多数中生代哺乳动物在化石记录中仅以牙齿表示，尽管有些个体留下了令人惊讶的完整骨骼。
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新生代哺乳动物在6500万年前恐龙，翼龙和海洋爬行动物从地球上消失之后，脊椎动物进化的大主题是哺乳动物从小型，胆小，小鼠大小的生物到新生代中后期的巨大巨型动物的快速发展，包括超大袋熊，犀牛，骆驼和海狸。在没有恐龙和沧龙的情况下统治地球的哺乳动物包括史前猫，史前狗，史前大象，史前马，史前有袋动物和史前鲸鱼，其中大多数物种在更新世末期灭绝（通常是早期人类之手）。
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灵长类从技术上讲，没有充分的理由将史前灵长类动物与继任恐龙的其他哺乳动物巨型动物区分开来，但是想要将我们的人类祖先与脊椎动物进化的主流区分开来是很自然的（如果有点自私的话）。最早的灵长类动物出现在化石记录中，早在白垩纪晚期，并在新生代的过程中多样化，变成了一系列令人眼花缭乱的狐猴，猴子，猿类和类人猿（现代人类的最后一个直系祖先）。古生物学家仍在试图理清这些灵长类化石的进化关系，因为新的“缺失环节”物种不断被发现。
