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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,由於板塊的分離或聚合,氣候的分化,被子植物的迅速發展和廣泛分佈,促使哺乳動物迅速分化、輻射,得到了空前發展,取代了爬行動物,在地球上居於優勢。從而脊椎動物的演化又進入了一個更高階的階段──哺乳動物時代。從爬行動物的變溫、卵生髮展為哺乳動物的恆溫、胎生和哺乳,以及高度發達的神經系統和感覺器官,是脊椎動物演化史上的一次重大飛躍。
最原始的哺乳動物主要是食蟲的。古老的有蹄動物踝節類也是從原始食蟲類演化而來的,是由食蟲發展到食草過程中最原始的一個分支,是後來大多數有蹄動物,包括馬、貘、犀等奇蹄類和豬、牛、羊等偶蹄類的共同祖先。食肉類又分為古食肉類、新食肉類和鰭腳類。始新世末期新食肉類繁盛起來,如現生的貓、虎、狗等。新食肉類出現不久,海生鰭腳類(海獅、海豹、海象)開始出現。
偶蹄類從始新世開始出現,經過漸新世、中新世和上新世大量發展,從更新世到現在。偶蹄類分為豬形類、駱駝類和反芻類。豬形類出現於始新世早期,都是些小形偶蹄類,如始新世的雙錐齒獸,戈壁豬形獸等。從漸新世到上新世體形變大。更新世出現了與現代野豬相似的豬。反芻類包括鼷鹿、鹿、長頸鹿、牛、羊、羚羊等。
靈長類動物可能是由食蟲類動物中的一個分支演化而來的,時間大約在距今7000萬年前的中生代白堊紀末期,或者新生代第三紀古新世的初期。在北美洲和歐洲,曾在古新世以及隨後的始新世的地層中發現了形態介於食蟲類與靈長類之間的化石,與現生的普通樹鼩非常相似。這種動物具有很多接近於靈長類動物的一些特徵,例如具有圓形的眼眶,眼窩後面有褶皺,兩眼開始並列;腦子較大,而嗅葉較小;第一指(趾)和其他四指(趾)稍有點分開,能伸出趾爪抓住樹枝等等,經過長期與環境的作用,逐漸顯現靈長類的特點。
生物進化實際上就是一部生物體與環境相互作用的歷史。在這個歷史行程中,各個階段有著不同的主角,它們達到頂峰後然後逐步衰亡,然後新的主角登上歷史舞臺,這是生態環境在不斷更新的結果,也是宇宙物質演化規律所導演的結果。
在生物的進化過程中,生物所處的環境可分為兩種:一種環境是地球的自然氣候、地理等,地球上各處的氣候、地理不盡相同,各個地域、地區有著各自的環境特點,它們對生物的生存形態有著不同的影響。另一種是生物環境,這就是生活在地球上不同物種、以及同一物種中不同個體之間的相互關係,即各種生物之間的相互依存與競爭,這種關係對生物的生存形態產生更復雜深刻的作用和影響。
自然生態體系是一個比一般物質作用體系更加複雜的體系,它由非生物、微生物、植物、動物所組成,不同的物種有著不同的屬性,它們有不同的生活習性、不同的繁衍方式,相互之間構成了食物鏈及其基礎上的行為鏈,這樣的生存鏈推動著物種的演化。在這個多物種的生物體系中,不同的生命形式之間結成一定的相互關係,並互為存在和發展的條件。
生物進化是一個逐步推進多方面進化的過程,生物表現在各種生物機能的進化,各種生物結構的產生和演化都對應於環境所施加的作用力,包括生物的活動能力、聽力、視力、嗅覺、智力等等,各種機能根據生存需要逐步發展完善。隨著生物與環境的不斷作用,體內細微變化的逐步積累,經過漫長歲月的演變,生物從內在本質到外在形態都發生了很大變化。
從生存過程看,每個生命都要經歷從出生、成長、成熟再到衰老的過程,這是生命體與環境相互作用的過程,每個生命體的身上都會打上時代的烙印。在生物體與環境中各種存在的相互作用過程中,作為一種作用力結構,生物的生存形態會因與環境的作用而產生變化,並且這樣的變化會反映在生物體的內在組織結構和遺傳結構上。表面看,生物活動圍繞著生存和繁衍在進行,而其中卻蘊涵著宇宙中物質形態變化和發展的趨勢。
在地球上,動物、植物、微生物都在不斷進化,同時,進化包含