哺乳類
哺乳類の起源は古く、既に三畳紀後期の2億2500万年前には、最初の哺乳類といわれるアデロバシレウスが生息していた。そのルーツは、古生代に繁栄した単弓類 (Synapsida) のうち、キノドン類 (Cynodontia) である。単弓類は、爬虫類の双弓類 (Diapsida) とは石炭紀中期に分岐し、独自の進化をしていた。単弓類は、ペルム紀末の大量絶滅において壊滅的なダメージを受け、キノドン類などごくわずかな系統のみが三畳紀まで生き延びている。一時期再び勢力を挽回するものの、既に主竜類などの勢力も伸長し単弓類は既に地上の覇者ではなくなっていた。そして、三畳紀後期初頭の大絶滅を哺乳類とともに生き延びたのは、トリティロドン科のみであった。しかし彼らも白亜紀前期には姿を消している。また、同じく三畳紀には、すでに哺乳類の他のグループから分岐する形で単孔目が出現している。単孔目は現存するが、これは卵生であることや総排出腔をもつなどほかの哺乳類とは大きく異なる構造を持ち、もっとも原始的な哺乳類の形をとどめているとされる。
始新世
現存哺乳類のほとんどの目（もく）は始新世の初期には現れている。鯨偶蹄目・奇蹄目（ウマ目）などが発展し始めた（クジラ類が鯨偶蹄目から現れたのもこの頃）。新しい目の種の多くはまだ小さく、10kg以下であるが、ウインタテリウム（恐角目）のような巨獣も出現するなど、哺乳類の放散が始まっている。恐角目、汎歯目、紐歯目といったような原始的な哺乳類の多くはこの時代を乗り切れず、後期から末期には姿を消していた。その空白を埋めるように新たな哺乳類の出現が促され、第二次の適応放散が始まったと言える。その中でコウモリ類のように空にも哺乳類が進出していく。霊長類では真猿亜目が出現したのがこの頃とされる。鳥類の現存目もこの時代に完全に現れる。