고생대는 시기에 따라 오르도비스기, 실루리아기, 데본기, 석탄기 및 페름기로 구분합니다. 고생대의 기는 각각 특이적인 생물군의 다양화로 특징지어집니다.
오르도비스기와 실루리아기의 생물들
고생대의 첫 시작은 오르도비스기입니다. 지금으로부터 4.88억 년 전부터 4.44억 년 전의 시기를 오르도비스기로 구분합니다. 오르도비스기 동안에 주로 남반구에 위치해 있던 대륙에는 다세포 식물이 없었습니다. 오르도비스기 초기에는 해양 생물이 급격히 늘어났습니다. 특히 해저에 살면서 수중에 있는 작은 먹이를 여과해 먹는 완족동물과 연체동물이 많아졌습니다. 오르도비스기 말에 남부 대륙 위에 대규모의 빙하가 형성되면서 해수면은 약 50m 정도 낮아졌습니다. 또한 해양의 수온도 낮아졌습니다. 이 시기 동물들 중 약 75%의 종이 멸망했는데 이것은 아마도 급격한 환경의 변화 때문인 것으로 추측됩니다. 오르도비스기 이후 실루리아기가 시작되었습니다. 실루리아기는 4.44억 년 전부터 4.16억 년 전까지입니다. 이 시기에는 대륙이 합쳐지기 시작했습니다. 그리고 실루리아기에는 오르도비스기 말에 대멸종된 해양 생물이 다시 나타나기 시작했습니다. 먼바다에서 헤엄치고 해저에서 먹이를 먹을 수 있는 동물이 이 시기에 처음으로 출현했습니다. 무악 어류가 다양화하였고 최초의 조기 어류가 진화했습니다. 해양은 육지 장벽에 의해 가로막혀 있지 않았으며 대부분의 해양생물은 광범위하게 분포했습니다. 실루리아기 후반에는 육지에서 최초의 관다발 식물이 진화하였습니다. 또한 최초의 육상 절지동물도 거의 동시에 진화했습니다.
데본기에는 많은 생물군의 진화적 변화가 가속화되었다.
데본기는 4.16억 년 전부터 3.59억 년 전까지의 시기입니다. 데본기에는 지구의 주요 대륙이 서로를 향해 천천히 움직이고 있었습니다. 그리고 데본기 동안에 많은 생물군에서 진화적 변화의 속도가 가속화되었습니다. 해양에서는 산호충류, 오징어와 유사한 모습을 가진 두족류 연체동물이 대규모로 진화적 방산을 하였습니다. 유악 어류가 무악 어류를 대체했고 어류는 다양화되었습니다. 육상 군집 또한 데본기 동안 급격하게 변화했습니다. 석송류, 나무고사리류가 흔해졌고 이 중 일부는 커다란 나무만큼 크기가 커졌습니다. 이들의 뿌리는 암석의 풍화를 가속화시켰습니다. 이 영향으로 최초의 삼림 토양이 형성되었습니다. 겉씨식물의 조상도 데본기에 출현했습니다. 거미류. 진드기류 및 곤충류도 출현했습니다. 어류와 유사하게 생긴 양서류도 육지에 나타나기 시작했습니다. 게다가 모든 해양생물 종의 약 75% 정도가 사라진 대멸종 또한 데본기 말에 있었습니다. 고생물학자들은 이 대멸종의 원인에 대해 확실히 알지 못하고 있지만 지속적으로 대륙이 합쳐지면서 대륙붕의 면적이 감소한 것이 이러한 대멸종에 기여했을 것이라고 추측하고 있습니다.
석탄기 동안에는 육상동물이 매우 다양해졌다
3.59억 년 전부터 2.97억 년 전까지의 시기를 석탄기로 구분합니다. 석탄기에는 거대한 빙하가 남쪽 대륙의 고위도 지방을 덮었지만 열대 지역에는 광범위한 습지 삼림이 존재했습니다. 이 산림은 작은 잎을 가진 거대한 나무 고사리류와 속새류가 차지하고 있었습니다. 이 삼림의 잔해가 화석화된 것이 바로 석탄입니다. 해양에서는 바다나리류가 최고의 다양성을 나타내기도 했습니다. 석탄기 동안에 육상동물의 다양성이 크게 증가했습니다. 달팽이류, 전갈류와 곤충류가 풍부해졌습니다. 곤충은 날개를 진화시켜서 공중을 나는 최초의 동물이 되었습니다. 비행을 할 수 있는 초식 곤충은 높은 나무에 쉽게 접근할 수 있었습니다. 이러한 사실은 이 시기의 식물 화석에 남아있는 곤충이 씹은 자국으로 추정해볼 수 있습니다. 석탄기의 육상 척추동물은 두 계통으로 나뉘었습니다. 양서류는 대형화되어고 육상에 더 잘 적응하게 되었습니다. 반면에 양서류의 자매 계통은 건조한 장소에도 알을 낳을 수 있는 양막류로 진화했습니다.
지구 역사상 가장 격렬한 대멸종이 일어났던 페름기
2.97억 년 전부터 2.51억 년 전까지를 페름기로 구분합니다. 페름기 동안 지구의 대륙은 완전히 합체하여 판게아(Pangaea)를 형성했습니다. 페름기의 암석은 현재 우리가 알고 있는 주요 곤충류의 화석을 가지고 있습니다. 이 시기의 말까지 파충류는 두 번째 양막류 계통이 분기하여 포유류로 진화했습니다. 조기 어류는 판게아의 담수에 풍부하게 존재했습니다. 그런데 페름기 말 무렵에 생명을 유지하기 위한 조건들이 악화되기 시작했습니다. 대규모의 화산 폭발로 용암이 지구 표면의 많은 부분을 덮었습니다. 화산 분출로 인한 화산재와 가스는 햇볕을 막아 추운 기후를 초래했습니다. 그 결과 지구는 역사상 가장 큰 빙하로 뒤덮였습니다. 대기 중 산소 농도 또한 약 30%에서 15%로 점차적으로 감소했습니다. 이렇게 낮은 산소 농도로 인해 대부분의 동물은 500m 이상의 고도에서 생존할 수 없게 되었습니다. 이러한 변화로 페름기 말에는 육지 면적의 절반 가량이 생물이 살 수 없는 곳이 되었습니다. 이런 변화들로 페름기 말에는 지구 역사상 가장 큰 대멸종이 일어났습니다. 과학자들은 페름기 말에 그 당시 존재했던 모든 종의 약 96% 정도가 멸종한 것으로 추측하고 있습니다.
