到了2億年前，蛇頸龍類出現了。這些海生爬行動物尾巴短，前肢呈寬闊的槳狀，大多數脖子很長。
短頸的上龍類是所有蛇頸龍中最大的，體長12米，超過大型運貨車。魚龍也在這一時期出現，它長得更大，體長15米。它們在9000萬年前謎一樣地消失了。同樣大小的滄龍是兇猛的海生爬行動物，以魚為食，它們則存活到6500萬年前恐龍時代結束。
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而曾經的霸主恐龍的鼎盛時期在約2.081.46億年前：
侏羅紀是恐龍的鼎盛時期。當時除陸上的恐龍，水中的魚龍外，翼龍和鳥類也相繼出現了。這樣，脊椎動物便首次佔據了陸、海、空三大生態領域。侏羅紀的龜類已至繁盛，中國龜、天府龜是其當時代表。
恐龍主宰大地。在超過5500萬年的時間內，它們發展成為植食性和肉食性恐龍，小的像雞那麼大，大的像座高樓。同時，地球上單一的大陸分解為兩個大陸，植物和氣候變得更加多樣。但地球上仍然很溫暖，而且沒有草或開花植物。
恐龍時代的鳥類化石稀少，但始祖鳥顯示出許多肉食性恐龍的特徵，因而大多數科學家認為它是由恐龍進化而來的。
恐龍最後的繁盛約在1.46億6500萬年前：
白堊紀是中生代最後一個時期，恐龍仍繁盛，並進化出恐龍的最後一支―角龍。但到白堊紀末期，由於環境的突變，所有恐龍，以及魚龍和翼龍，統統都絕減了。稱雄一時的爬行動物至此一蹶不振，退出歷史舞臺，闖過此關而且殘留至今的只鱷類、龜鱉類、蛇和晰蜴等少數幾類。鳥類是脊椎動物向空中發展取得最大成功的一支。
鳥類起源於爬行動物的槽齒類。不少人已更進一步認為鳥類是恐龍的後裔。世界最早的鳥類是發現於德國的始祖鳥。
迄今為止只發現七件骨骼標本。這一鳥類除身披羽毛外，其餘特微和一些小型恐龍十分相似。因此，這一距今一億四千萬年晚侏羅世紀的鳥類也是最原始的鳥類。早白堊世距今一億三千萬年左右）是鳥類首次蓬勃發展的時期。
中國遼寧發現的鳥類化石是這一時期世界是最為豐富、儲存最完整、種類最多的鳥類。這一時期，鳥類個頭較小，飛行能力及樹棲能力皆比始祖鳥大大提高。
白堊紀是恐龍生活的最後一個紀，也是地球景觀發生巨大變化的時期。在海面達到創紀錄的高度後，各個大陸的形狀與今天的非常相似。開花植物出現，許多昆蟲——從蜜蜂到螞蟻——也出現了。巨型蜥蜴與巨大的海龜一起在海洋裡游泳。
在空中，翼龍展開雙翼達12米。陸地上，恐龍佔統治地位，其大小和形狀超出了以前的所有型別。植食性恐龍長到100噸重，肉食性恐龍的體長達到12米以上。
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