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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(lái),新生代時(shí)極為繁盛,代替了裸子植物，成為植物界中最高級(jí)的類(lèi)群，開(kāi)創(chuàng)了被子植物時(shí)代。關(guān)于被子植物的起源迄今尚無(wú)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(lài)植物為生的動(dòng)物界提供了豐富的食物資源，促進(jìn)了昆蟲(chóng)、鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳動(dòng)物的大發(fā)展。人類(lèi)生活也與被子植物的發(fā)展密切相關(guān)。
最早的哺乳動(dòng)物是從三疊紀(jì)的似哺乳爬行動(dòng)物中分化出來(lái)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(dòng)物迅速分化、輻射，得到了空前發(fā)展，取代了爬行動(dòng)物，在地球上居于優(yōu)勢(shì)。從而脊椎動(dòng)物的演化又進(jìn)入了一個(gè)更高級(jí)的階段──哺乳動(dòng)物時(shí)代。從爬行動(dòng)物的變溫、卵生發(fā)展為哺乳動(dòng)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(jué)器官，是脊椎動(dòng)物演化史上的一次重大飛躍。
一般認(rèn)為中生代的古獸類(lèi)是白堊紀(jì)和新生代有袋類(lèi)和有胎盤(pán)類(lèi)的共同祖先。白堊紀(jì)時(shí)，有袋類(lèi)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(pán)類(lèi)是比有袋類(lèi)更高等的哺乳動(dòng)物。最早的有胎盤(pán)類(lèi)是白堊紀(jì)出現(xiàn)的小型食蟲(chóng)類(lèi)。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(lèi)和蝙蝠，是從古新世一類(lèi)樹(shù)棲生活的食蟲(chóng)類(lèi)演化而來(lái)的。另一支是適應(yīng)于海洋生活的鯨類(lèi)，保留了從陸生祖先繼承來(lái)的肺呼吸，是一種進(jìn)化趨同的現(xiàn)象。嚙齒類(lèi)包括現(xiàn)生的松鼠、河貍、家鼠等，是獸類(lèi)中演化最成功的一類(lèi)，無(wú)論在種類(lèi)、數(shù)量、分布地區(qū)，在獸類(lèi)中都占優(yōu)勢(shì)地位。食肉類(lèi)又分為古食肉類(lèi)、新食肉類(lèi)和鰭腳類(lèi)。古食肉類(lèi)大量輻射發(fā)生在古新世和始新世。始新世末期新食肉類(lèi)繁盛起來(lái)，如現(xiàn)生的貓、虎、狗等。新食肉類(lèi)出現(xiàn)不久，海生鰭腳類(lèi)（海獅、海豹、海象）開(kāi)始出現(xiàn)。
最原始的哺乳動(dòng)物主要是食蟲(chóng)的。古老的有蹄動(dòng)物踝節(jié)類(lèi)也是從原始食蟲(chóng)類(lèi)演化而來(lái)的，是由食蟲(chóng)發(fā)展到食草過(guò)程中最原始的一個(gè)分支，是后來(lái)大多數(shù)有蹄動(dòng)物，包括馬、貘、犀等奇蹄類(lèi)和豬、牛、羊等偶蹄類(lèi)的共同祖先。
象的祖先可能由早期的踝節(jié)類(lèi)演化而來(lái)。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(duì)門(mén)齒還沒(méi)有形成象類(lèi)特有的大門(mén)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(mén)牙伸長(zhǎng),第四紀(jì)開(kāi)始多數(shù)絕滅，少數(shù)生活到早更新世。真象類(lèi)是從乳齒象演化出來(lái)的，又分為劍齒象類(lèi)和真象類(lèi)。中國(guó)象類(lèi)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(lèi)演化趨勢(shì)是個(gè)體增大、鼻長(zhǎng)和大象牙的不斷增長(zhǎng)。今天殘存的僅有非洲象和印度象。
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