• Le Paléocène commence là où le règne des dinosaures se termine : en effet la crise qui se produit à la fin du Crétacé provoque la disparition des reptiles dominants (seuls les crocodiles, lézards, tortues et serpents survivent), laissant place à de nouveaux animaux la position de dominant : les mammifères et les oiseaux, et ce, dès le Paléocène (Gastornis), bien que leur véritable expansion aura lieu durant l'Éocène. Du côté du règne végétal, ce sont les angiospermes qui, apparus à la fin du Crétacé, commencent à se diversifier. On observe aussi l'apparition des arbres à feuille caduque et des graminées au Paléocène, puis se multiplient et se modernisent à l'Éocène.

• Pendant l'Éocène, les différents groupes d'ongulés (Artiodactyles et Périssodactyles) se développent en Amérique du Nord et voit l'apparition des primates. D'autres groupes sont aussi apparus pendant l'Éocène: les chiroptères, les proboscidiens et les rongeurs et les mammifères marins (Basilosaurus). De nombreuses formes d'oiseaux modernes apparaissent.

• L'Oligocène voit une légère évolution des reptiles sans doute dû au changement de climat (baisse de la température, et accroissement de l'aridité).

• Au Miocène, les animaux sont quasiment modernes, on peut noter l'existence des formes étranges de proboscidiens (Deinotherium) ou des chalicothères. C'est l'époque où apparaissent les premiers hominidés comme Toumaï (Sahelanthropus tchadensis). En Afrique, les forêts tropicales laissent progressivement place aux savanes.

• Au Pliocène plusieurs sortes de rhinocéros, tapirs et de chalicothères disparaissent. Des espèces endémiques d'Amérique du Sud migrent vers le Nord par l'isthme de Panama (tatous,glyptodons,paresseux). Les hyènes et les félins à dents de sabre (Smilodon, Homotherium...) apparaissent. Dans les océans apparait le Carcharodon megalodon. Les crocodiles disparaissent d'Europe. L'Antarctique devient un désert glacé.

• Au Pléistocène apparaissent des prédateurs comme l'Ours à face courte ou le Canis dirus ainsi que des mammifères à épaisse toisons comme le Mammouth ou l'Elasmotherium qui disparaissent tous à la fin de cette période. Les chevaux et les chameaux disparaissent d'Amérique du Sud. La fin du Pléistocène voit l'apparition de l'Homo sapiens. Les forêts tropicales régressent pour laisser place aux savanes.

• L'Holocène est la dernière époque et celle où nous vivons.

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