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显然，在鱼类时代，陆地上仍是毫无生机，只有峻峭的山岩高高耸立，经受着阳光的曝晒和雨水的拍打。那时还没有真正意义上的土壤，既没有可以改良土质的蚯蚓，也没有分解岩粒的植物，甚至，连苔藓或地衣都没有。生命依然仅存在于海洋中。
在这片贫瘠的岩石之上，气候发生了巨大的变化。气候变化的原因非常复杂，目前所能做的只是合理的推测。地球的运行轨道、地轴的方向角度和陆地的形状都在改变，甚至太阳的温度也处于波动之中。地球表面的大部分地区在陷入长时间的冰冻之后，又变得温和舒适起来，这个过程持续了数百万年的时间。在地球的历史上，似乎经历过多次内部剧烈活动的时期，数百万年间积累的上冲力使得地壳隆起、火山喷发，地表形态发生巨变，山地变得更高，海洋变得更深，气候的变化也越加剧烈。随之而来的是漫长的、相对平静的时期，霜冻、雨水和河流侵蚀着高山，携带着大量的泥沙填满海底，抬高海底，使海水变得更浅、更宽，覆盖了越来越多的陆地。世界历史上有“高而深”的时代，也有“低而平”的时代。读者不要想当然地认为，自从地壳变硬以来，地球表面就一直在逐渐变冷。实际上，经历过多次冰冻之后，地球内部的温度就无法再影响其表面，即使是在无生期，也处处都能看到冰冻的遗迹。
直到鱼类时代的末期，浅海和礁湖向外漫延，生物才开始以各种有效的方式从水中登上陆地。毫无疑问，在过去的数百万年间，这些早期生物已经经历了一种不显眼的微妙进化。现在，它们知道，自己的机会来了！
石炭纪植物复原图。
这次对陆地的入侵行动中，毫无疑问，植物才是先锋军团。不过，动物紧随其后，也没有被落下很远。登陆后，植物第一个要解决的问题是，怎样在没有浮力的情况下，获得坚硬的支撑物把它的叶子托在阳光下；第二个要解决的问题是，如何在脱离海洋后，从潮湿的地面中汲取水分。木质组织的发育，使这两个问题得以同时解决，它既能够支撑植物，使其受到阳光的照射，又能承担起向叶子输送水分的任务。在这一时期的地质记录中，各种各样的木质沼泽类植物大量出现，体积相当庞大，如木质苔藓、木质蕨类、杉叶藻等等。后来，不同种类的动物也登到岸上，如蜈蚣、马陆、原始昆虫以及地球上最早的蜘蛛和陆地蝎——它们是上古巨蟹和海蝎的近亲。再往后，脊椎动物也出现了。
地球早期的昆虫体积往往很大，以那个时代的一种蜻蜓为例，它双翅张开时竟然能达到二十九英寸宽，实在令人惊叹！
这些新型动物想方设法适应新环境，从而使自己能够直接呼吸空气，因为呼吸是一切动物生存的首要条件。由于在此之前，动物们都是从水中获得氧气，所以，它们还不得不想办法来提高自己补充所需水分的能力。直到今天，人的肺如果完全干枯的话，还是会马上窒息而死，这就是因为只有肺部表面处于湿润状态时，空气才能够正常经过肺部进入血液。
登上陆地的动物，要想呼吸这游离态的空气，就必须改变自己的身体才行。这种改变包括很多方面，比如长出一个新的器官覆盖过去的鳃部，防止水分蒸发；或者进化出深藏在体内的呼吸器官，通过体液的分泌来保持它的湿润。远古脊椎鱼类用来呼吸的鳃无法适应陆地的生存环境，因而它们的呼吸器官在后来发生了分化，原来用于游泳的鱼鳔渐渐进化成了肺。水路两栖动物，如今天的青蛙和蝾螈，在水中时依然用鳃呼吸，在陆上时则用由鳔进化而来的咽喉附近的袋状物。后来鳃萎缩退化，鳃裂孔也渐渐消失 （只留下一个鳃进化成耳至鼓膜的通道） 。这些动物现在只能生活在陆地上，然而，当它们要产卵时，为了繁殖后代，还是必须回到水边去。沼泽时代，所有呼吸空气的脊椎动物都属于两栖类，都与今天的蝾螈十分相像，只不过有些身躯要庞大得多而已。尽管它们都已是陆地动物，但仍然要生活在沼泽、湿地附近才行。这个时期的大树，也同样属于两栖类，它们还没有只需雨水滋润就可以生根发芽的种子，它们的孢子只有落入水中才能发芽。
比较解剖学是一门极具魅力的学科，其最美妙之处在于，它把生物复杂而奇妙的适应性，最终归结为其在空气中生存的现实需要。所有的生物，不管是植物还是动物，都是从水中而来。例如，包括人类在内，所有比鱼类更高等的脊椎动物，在受精卵发育或胎儿出生之前都是有鳃裂的，只不过后来随着发育又消失了。再如，鱼类的眼睛裸露在水中而保持着湿润，而更高等的动物则需要眼睑和分泌水分的腺体的保护才能避免干燥。还有，由于需要感知空气中微弱的声音，登陆的动物又因此进化出了能够感知振动的鼓膜。总之，为了适应与空气直接接触的新环境，动物身体上几乎每一个器官都做出了类似的改变和调整。
在石炭纪两栖类时期，生物生活在沼泽、礁湖和浅滩的水域中。生物的活动范围已经大大扩展，然而在高原和山地却仍然没有任何生命的迹象。的确，生物已经学会了在空气中呼吸，但它们却依然必须扎根于水，只有回到水中才能繁衍后代。