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继生物繁盛的石炭纪年代后，地球上经历了一个干燥、严寒的漫长时代。这时的岩石纪录，是厚积着砂岩之类的岩层，几乎没有什么生物化石。地球上温度变化无常，甚至还有过漫长的冰河时代。以前繁盛的沼泽植物从大地上消失了，新的堆积层把它们压在下面，开始了压缩和造矿的过程，正是这一过程为我们今天提供了大多数的煤矿。
也就是在这个剧烈变化的时期，生命在恶劣的环境下经受了最严峻的考验，开始发生最为迅速的演变。当地面再次转向温暖湿润的时候，我们会发现一系列新的动植物物种产生了。在岩石记录中，我们可以发现脊椎动物产卵的遗迹。它们在孵化以前就几乎发育成熟了，一生下来，就可以在空气中独立生活，而不必像蝌蚪那样先生活在水中。此时，动物只有在胚胎时还存在着鳃裂，出生时鳃叶已经完全消失了。
这些不经过蝌蚪阶段的新动物就是爬行类动物。同时，能结种子的树木也得到发展。它们可以不依赖沼泽和湖泊，独立地传播种子。虽然那时还没有能开花的植物，也没有草类，但是有了类似现在棕榈的苏铁类和许多热带松柏类植物。羊齿类植物也很繁多，昆虫的种类也颇为丰富。虽然还没有出现蜜蜂、蝴蝶，但已经有了甲虫。无论如何，新的、真正的陆地动植物的一切基本的种类已经在这些荒漠严寒的艰苦年代萌芽。这种陆地上的新生物，只要遇到适宜的环境，就会迅速繁荣起来。
经历过长期的变动后，地球终于进入了平静缓和期。仍然不计其数的地壳运动、地球轨道的变化、地球轨道和地轴斜度的增减等因素相互作用，造就了地球上一段漫长且范围极广的温暖时期。现在，人们估计这段时期大约持续了2亿年以上。这段时期被称为中生代，用来区别之前遥远的古生代和无生代（共14亿年），以及介于其末尾和现代之间的新生代。由于这一时期爬行动物极其繁盛，成为当时的主导，因此，中生代也被称为爬行动物时代。大约距今8000万年，中生代结束。
现在，地球上爬行动物的种类已经很少了，而且分布的区域也十分有限。不过，与那些曾在石炭纪繁盛一时的两栖类动物的残存后代相比，当今世界上的爬行动物的种类还是要多很多。现在，这类爬行动物还有蛇、鳖、海龟、美洲鳄、鳄鱼及蜥蜴存活于世。它们无一例外地终年需要温暖，不能暴露在严寒中，也许中生代的爬行动物都受到同样的限制。它们是在温室植物丛林中生活的温室动物群，忍受不了严寒霜冻。但是此时的地球上至少已经出现了真正能在干燥的陆地环境下生存的动植物了。它们已经与以往地球上生物全盛期的沼泽动植物迥然不同。
那时爬行动物的种类比我们现在知道的要多得多。除了大鳖、大海龟、巨鳄以及众多蜥蜴、蛇外，还有许多现在已经在地球上灭绝的奇异种类。其中有一种称为恐龙的动物族类非常繁盛。当时的植物已经扩展到平坦的低地上，如芦苇、羊齿类等。在中生代的全盛时期，出现了很多食草性的爬行动物。它们以这些植物的嫩芽为食，它们的体格非常庞大，有的甚至超过了在此之前的任何陆栖动物，也许只有海里的鲸鱼可以与之相提并论。例如有一种被称为梁龙的恐龙，从喙鼻到尾部长达84英尺（26米）；巨龙则更大，足足有100英尺（30米）长。还有以这些怪物为食的食肉恐龙，其中一种叫作霸王龙，在许多书中都被描写成为空前绝后的、可怕而凶猛的爬行动物。
当这些庞大的动物在中生代丛林的蕨叶和常绿植物之间觅食和相互追逐时，另外一种现已灭绝的爬行动物，正用它们那发展成蝙蝠状的前肢捕捉着一只又一只昆虫。最初它们只是跳跃，后来终于能够在厥叶和森林的树木间飞翔了，这就是翼手龙。它们是最早飞翔的脊椎动物，开创了脊椎动物能力发展史上的新纪元。
此外，也有些爬行动物又回到了海里生活。其中有三种大的会游泳的爬行动物返回了他们祖先生活的海里，分别是沧龙、蛇颈龙以及鱼龙。其中有些和我们今天的鲸鱼大小差不多。鱼龙看起来是相当适合在海中生活的动物，蛇颈龙现在已经找不到它的同类了。它们体型庞大，孔武有力，可以划水，适合在沼泽或浅水底部游泳或爬行。它们的头一般比较小，生长在长蛇似的颈上，完全胜过天鹅颈。蛇颈龙不但可以像天鹅一样在游动时捕食，还可以潜入水下，伺机捕食过往的鱼类和其他动物。
这就是称霸中生代的陆上动物的生活。以我们现在人类的标准来衡量，它们比以前的生物要进步了许多。就像人类说的那样，比起以往地球上任何生物，此时产生的陆上动物的体积更庞大，分布范围更广，力量更强大，活动性更强，更加有生气。
海洋里虽然没有取得这么大的进步，但是也出现了许多繁盛的生物新品种。一种具有封闭壳、类似乌贼状的动物在浅海里出现了，后人称之为菊石类。它们的远祖曾经生活在古生代的海洋里，直到此时，菊石类才迎来了它们的全盛时期。现在这种动物已经不存在了。与它们最近的亲戚，是生长在热带地区水里的珍珠鹦鹉螺。还有一种新生的、多产的鱼类，鳞片比以前片形和齿形更为轻巧和精美。从此以后，它们极为兴盛，成为河海中的主要物种，长久居于优势地位。