Hewan vertebrata telah berkembang jauh sejak nenek moyang mereka yang mungil dan tembus pandang berenang di lautan dunia lebih dari 500 juta tahun yang lalu. Berikut ini adalah survei kronologis dari jurusan tersebut bertulang belakang kelompok hewan, mulai dari ikan hingga amfibi hingga mamalia, dengan beberapa garis keturunan reptilia yang sudah punah (termasuk archosaurus, dinosaurus, dan pterosaurus) di antaranya.
Antara 500 dan 400 juta tahun yang lalu, kehidupan vertebrata di bumi didominasi oleh ikan prasejarah. Dengan rencana tubuh simetris bilateral mereka, otot berbentuk V, dan notochords (akord saraf yang dilindungi) mengalir sepanjang tubuh mereka, penghuni laut seperti Pikaia dan Myllokunmingia membuat template untuk evolusi vertebrata di kemudian hari kepala ikan ini berbeda dari ekornya, inovasi dasar mengejutkan lainnya yang muncul selama itu Periode Cambrian. Pertama hiu prasejarah berevolusi dari nenek moyang ikan mereka sekitar 420 juta tahun yang lalu dan dengan cepat berenang ke puncak rantai makanan bawah laut.
Pepatah "ikan keluar dari air," tetrapoda adalah hewan vertebrata pertama yang keluar dari laut dan menjajah kering (atau setidaknya tanah berawa), suatu transisi evolusi kunci yang terjadi di suatu tempat antara 400 dan 350 juta tahun yang lalu, selama masa Devonian Titik. Yang terpenting, itu tetrapoda pertama turun dari ikan bersirip lobus, bukannya bersirip sinar, yang memiliki struktur kerangka khas yang berubah menjadi jari, cakar, dan cakar vertebrata yang belakangan. Anehnya, beberapa tetrapoda pertama memiliki tujuh atau delapan jari di tangan dan kaki mereka, bukan lima yang biasa, dan akhirnya berakhir sebagai "jalan buntu" evolusi.
Selama Karbon Periode, berasal dari sekitar 360 hingga 300 juta tahun yang lalu, kehidupan vertebrata darat di bumi didominasi oleh amfibi prasejarah. Tidak adil dianggap sebagai stasiun jalan evolusi antara tetrapoda sebelumnya dan reptil kemudian, amfibi sangat penting dalam hak mereka sendiri, karena mereka adalah vertebrata pertama yang mencari cara untuk menjajah kering tanah. Namun, hewan-hewan ini masih perlu bertelur di air, yang sangat membatasi kemampuan mereka untuk menembus ke bagian dalam benua dunia. Saat ini, amfibi diwakili oleh katak, katak, dan salamander, dan mereka populasi berkurang dengan cepat di bawah tekanan lingkungan.
Sekitar 320 juta tahun yang lalu, memberi atau mengambil beberapa juta tahun, itu reptil sejati pertama berevolusi dari amfibi. Dengan kulit bersisik dan telur semi permeabel, ini reptil leluhur bebas untuk meninggalkan sungai, danau, dan lautan di belakang dan menjelajah jauh ke tanah kering. Daratan bumi dengan cepat dihuni oleh pelycosauria, archosauria (termasuk buaya prasejarah), anapsids (termasuk kura-kura prasejarah), ular prasejarah, dan therapsids ("reptil mirip mamalia" yang kemudian berevolusi menjadi mamalia pertama). Selama periode Trias akhir, archosaurus berkaki dua menelurkan dinosaurus pertama, keturunan yang memerintah planet ini sampai akhir Era Mesozoikum 175 juta tahun kemudian.
Setidaknya beberapa reptil leluhur dari periode Carboniferous memimpin sebagian (atau sebagian besar) gaya hidup perairan, tetapi usia sebenarnya reptil laut tidak dimulai sampai munculnya Ichthyosaurus ("kadal ikan") selama periode Trias awal hingga pertengahan. Ichthyosaurus ini, yang berevolusi dari nenek moyang darat, tumpang tindih dengan, dan kemudian digantikan oleh berleher panjang plesiosaurus dan pliosaurus, yang mereka tumpang tindih dengan, dan kemudian digantikan oleh sangat licik, ganas mosasaurs dari periode Cretaceous akhir. Semua reptil laut ini punah 65 juta tahun yang lalu, bersama dengan dinosaurus terestrial dan sepupu pterosaurus, di belakang Dampak meteor K / T.
Sering keliru disebut sebagai dinosaurus, pterosaurus ("kadal bersayap") sebenarnya adalah keluarga berbeda dari reptil bersayap kulit yang berevolusi dari populasi archosaurus selama periode Trias awal ke tengah. Pterosaurus dari Era Mesozoikum awal cukup kecil, tetapi beberapa genus yang benar-benar raksasa (seperti 200 pon) Quetzalcoatlus) mendominasi akhir langit Kapur. Seperti dinosaurus dan sepupu reptil laut mereka, pterosaurus punah 65 juta tahun yang lalu. Berlawanan dengan kepercayaan umum, mereka tidak berevolusi menjadi burung, suatu kehormatan yang dimiliki oleh dinosaurus theropoda kecil berbulu dari periode Jurassic dan Cretaceous.
Sulit untuk menentukan saat yang tepat ketika yang pertama benar burung prasejarah berevolusi dari nenek moyang dinosaurus berbulu mereka. Kebanyakan ahli paleontologi menunjuk pada periode Jurassic akhir, sekitar 150 juta tahun yang lalu, pada bukti dinosaurus seperti burung seperti Archaeopteryx dan Epidexipteryx. Namun, mungkin saja burung berevolusi berkali-kali selama Era Mesozoikum, paling baru dari theropoda yang kecil dan berbulu (kadang-kadang disebut "burung dino") dari periode Cretaceous menengah ke akhir. Ngomong-ngomong, mengikuti sistem klasifikasi evolusi yang dikenal sebagai "cladistics", sangat sah untuk menyebut burung modern sebagai dinosaurus!
Seperti kebanyakan transisi evolusioner seperti itu, tidak ada garis terang yang memisahkan therapsids paling maju ("reptil mirip mamalia") pada akhir periode Trias dari mamalia sejati pertama yang muncul sekitar waktu yang sama. Yang kita tahu pasti adalah makhluk kecil, berbulu, berdarah panas, dan mirip mamalia yang bergegas melintasi cabang-cabang pohon yang tinggi. sekitar 230 juta tahun yang lalu, dan hidup berdampingan dengan dinosaurus yang jauh lebih besar hingga puncak K / T Kepunahan. Karena mereka begitu kecil dan rapuh, sebagian besar mamalia Mesozoikum diwakili dalam rekaman fosil hanya dengan giginya, meskipun beberapa individu meninggalkan kerangka yang benar-benar lengkap.
Setelah dinosaurus, pterosaurus dan reptil laut menghilang dari muka bumi 65 juta tahun yang lalu, tema besar dalam vertebrata evolusi adalah perkembangan mamalia yang cepat dari makhluk kecil, pemalu, seukuran tikus ke megafauna raksasa dari tengah ke akhir Era Kenozoikum, termasuk wombat besar, badak, unta, dan berang-berang. Di antara mamalia yang memerintah planet ini dengan tidak adanya dinosaurus dan mosasaur adalah kucing prasejarah, anjing prasejarah, gajah prasejarah, kuda prasejarah, marsupial prasejarah dan paus prasejarah, sebagian besar spesies yang punah pada akhir Pleistosen zaman (sering di tangan manusia purba).
Secara teknis, tidak ada alasan kuat untuk berpisah primata prasejarah dari megafauna mamalia lain yang menggantikan dinosaurus, tetapi wajar saja (jika agak egois) ingin membedakan leluhur manusia kita dari arus utama evolusi vertebrata. Primata pertama muncul dalam catatan fosil sejauh periode Cretaceous akhir dan beragam dalam perjalanan Era Kenozoikum menjadi jajaran lemur, kera, kera, dan antropo yang membingungkan (yang terakhir merupakan nenek moyang langsung modern manusia). Ahli paleontologi masih mencoba memilah hubungan evolusi dari primata fosil ini karena baru "tautan yang hilang"Spesies terus ditemukan.