Из сухопутных растений мы встречаем примитивные псилофиты, которые в дальнейшем дали начало плаунообразным. Из животных уже жили скорпионы. Морская фауна изменялась мало. Одна из существовавших тогда видов вымирали, вместо них появлялись новые. Из рыб в силурийском периоде встречаются безчелюстные, и лишь в следующем периоде, то есть девонском, происходят более важные изменения в фауне позвоночных.
В конце девонского периода почти полностью вымирают безчелюстные рыбы, но еще перед этим они дают начало новому подклассу рыб, панцирным рыбам (Placodermi). Эти рыбы развились эволюционным путем из примитивных безчелюстных рыб силурийского периода, у которых первые жаберные дуги превратились в челюсти. В свою очередь вымирают панцирные рыбы, но из их ранних форм образовались два новых подкласса, а именно хрящевые и костистые рыбы.
В девонском периоде обогащается мир сухопутных. Имеются плауновые, папоротники и первые голосемянные растения - кордаиты. Из исключительно сухопутной фауны появляются организмы, которые позже дают начало паукообразным. В конце девонского периода все сильней развиваются хрящевые и костистые рыбы. В морях живут головоногие, называемые аммонитами. В мезозойской эре они составляли доминирующую группу, в конце же этой эры полностью вымерли. Из хрящевых живут многочисленные акулы, похожие на современных, и многие другие, которые не дожили до наших времен.
Хрящевые рыбы были приспособлены к жизни в соленой воде и такими остались и позже. Зато костистые рыбы, вначале приспособленные главным образом к жизни в пресной воде, начинают во все большей степени заселять моря, приспосабливаясь к жизни в морской воде. Костистые рыбы довольно рано делятся на три группы. Одна из них носит название Palaeoniscoidea. Из этой группы рыб в дальнейшем развились истинокостистые, то есть Teleostei.
Другую группу образуют кистеперые рыбы, из которых до настоящего времени в морях сохранилась упомянутая выше латимерия. Эта группа рыб заслуживает особого внимания, так как именно она дала эволюционное начало следующему классу позвоночных, то есть земноводным. Третью группу составляют так называемые двоякодышащие рыбы (Dipnoi). В девонском периоде они были широко распространены, но затем постепенно вымерли. В настоящее время встречается только три рода этих рыб, из которых один живет в Австралии, другой в Южной Америке, а третий в Африке.
В конце девонского периода некоторые из кистеперых рыб начали постепенно приспосабливаться к жизни на суше. Палеонтолог Ромер считает, что это приспособление развилось в результате перемещения этих рыб по суше в поисках крупных водоемов. Другим фактором, объясняющим преобразование водных организмов в сухопутные, могли явиться поиски новых источников пищи. Во всяком случае, в конце девонского периода появились первые земноводные, и в раскопках этого периода в восточной Гренландии найдены окаменелости, которые относятся к переходным формам между кистеперыми рыбами и земноводными.
Эти открытия относятся к недавнему времени и касаются форм, называемых Ichtyostegalia. Скелет этих форм отчетливо свидетельствует о переходном характере этой группы. Хвост и лучи хвостового плавника обладают еще характерными рыбьими признаками, тогда как грудные и брюшные плавники уже изменились в передние и задние конечности, служащие для передвижения по суше (рис. 37). Поэтому эти формы заслуживают того, чтобы их поместить между классом рыб и классом земноводных.
Рис. 37. Ichthyostegia из Гренландии (верхний девон). Реконструкция скелета из F. V. Huena, реконструкция всего животного из Н. Szarski.
Последними периодами палеозойской эры являются каменноугольный период или карбонский и пермский. К этому периоду относятся основные залежи ископаемого каменного угля. Уголь происходит из буйных лесов того периода. Леса эти росли на болотах и состояли главным образом из лепидодендронов и сигиллярий, первичных папоротников, кордаитов и первых хвойных растений. В конце пермского периода появились саговниковые и гингковые.
В лесах каменноугольного периода нашла себе место богатая наземная фауна. К ней относятся брюхоногие моллюски, скорпионы, пауки и другие. Богато были представлены насекомые, чаще всего относящиеся к вымершим уже рядам. Встречались карачаны и стрекозы, достигавшие иногда очень больших размеров. Так, например, размах крыльев одной из разновидностей стрекоз достигал 75 см. Встречались также насекомые, сходные с мухами (двукрылыми) но имевшие две пары крыльев, клопы, хрущи, сетчатокрылые (Nemoptera) и Thysanoptera.