特别应当指出的是，有些动物经过复杂的演变，从无脊椎动物中分化出来，这就是从志留纪开始出现而繁盛于泥盆纪的鱼类。因此，泥盆纪又称鱼类时代。我国泥盆纪鱼类超过52个属，多数在江南发现。当时的鱼类多身披骨甲，没有上下颌骨，称胴甲鱼类或无颌类（通称甲胄鱼）；也没有骨质的中轴骨骼或脊椎，中轴还是很原始的。但这种动物一经出现，这就为向高等脊椎动物发展提供了基础。从无脊椎动物发展到脊椎动物，这是动物界发展历史的一次大飞跃。

　　到了石炭纪，有一种叫总鳍鱼的鱼，逐渐演化成两栖类。因在晚古生代后期，地壳运动强烈，环境多变，许多地方海退，出现湖泊沼泽。这种总鳍鱼具有坚硬的鳍，内有和陆上四足动物相似的骨骼，同时，它们平时在水里呼吸，而遇到干旱水涸季节，还可以在空气中呼吸，甚至可以勉强用鳍代替四肢在陆上移动。再进一步演化，终于形成两栖类，最常见的为迷齿类，又称坚头类，广泛生活于成煤沼泽环境。所以石炭二叠纪又称为两栖类时代。从水到陆这是动物界发展史上的又一次飞跃。

　　到了中晚石炭世，随着陆地面积增大和地势分异加剧，许多地方进一步转化为广阔的内陆河湖盆地。气候由潮湿向干燥变化。两栖类为适应离水较远的生活条件，其中一支进化到原始的爬行动物。两栖动物产卵和繁殖后代，不能脱离水体；而爬行动物则完全可以在陆上产卵和繁殖后代，真正地“征服”了大陆。

　　三、晚古生代最重要的生物事件

　　生物界的演化并不是一帆风顺的，其间不断遇到灾难性的事件。以泥盆纪而论，已经被识别的全球性事件至少有8次之多。其中最重要一次为发生于晚泥盆世的生物危机，表现为生物量急剧下降，造礁生物消失，竹节石类、腕足动物的3个目、四射珊瑚的10多个科灭亡，这一事件称凯勒瓦瑟尔（Kellewasser）事件，也称弗朗斯-法门事件。这一事件之后，世界各地普遍海退，蒸发盐广布，南美出现了冰川沉积。生物事件常常与黑色页岩联系在一起。因此，生物事件的原因可能与海平面变化、气候干燥、缺氧事件等有关。

　　除此，晚古生代末期二叠纪生物事件更为明显。冈瓦纳古陆，包括印度和中国西藏，曾普遍生长舌羊齿植物群，二叠纪末几乎全部绝灭。许多动物门类在二叠纪末整个目或亚目全部灭亡。繁盛于早古生代的三叶虫至此全部消失。蜓类在晚二叠世尚存40多个属，该世结束时全然无存。菊石在晚二叠世有12个科，该世末有10个科绝灭；腕足类在同期大约有140个属，至二叠纪末所余无几。为什么发生这一生物事件，迄今尚无一定解释。或曰与海洋盐度变化、气候变化、地磁极倒转、宇宙线暴、超新星爆发、陨石撞击等有关，或曰与生物营养结构变化、病毒和瘟疫等有关。