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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的似哺乳爬行動物中分化出來的。進入新生代，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。
一般認為中生代的古獸類是白堊紀和新生代有袋類和有胎盤類的共同祖先。白堊紀時，有袋類廣泛分布于世界各大陸，第三紀繁盛于南美，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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