在魚類的時代，大地上一片荒蕪。懸崖峭壁上只有光禿禿的巖石經受著日曬和雨淋。沒有真正意義上的土壤——因為還沒有蚯蚓幫忙制造土壤，沒有植物打碎巖石顆粒形成泥土；沒有苔蘚和地衣的痕跡。生命仍然只存在于海里。

在這片不毛之地上，氣候發生了極大的改變。導致氣候變化的原因十分復雜，我們仍然無法做出正確的推斷。地球軌道的形狀變化、自轉軸的漸變、大陸形狀的改變、甚至可能還有太陽溫度的波動，這些因素的共同作用，使得地球表面的大部分地區進入漫長的冰川時期，如今又給地球帶來了持續幾百萬年的溫和氣候。歷史上有過幾次劇烈的地殼運動時期，地球幾百萬年來累積的上沖力引起火山爆發和板塊隆起，重新界定了山脈和大陸的邊界，海平面上升，山的高度增加，并加劇了氣候的極端變化。接下來則是漫長的相對平靜的時期，霜凍、雨水和河流消解了山的高度，這些水帶著大量的淤泥匯入大海，抬高了海底并使海水擴散，覆蓋了越來越多的陸地，海洋變得越來越淺，越來越廣闊。歷史上曾出現過“山高海深”的時期，也有過“地形平坦”的時期。請讀者們不要以為隨著地殼變得堅固，地球表面的溫度就一直在穩定下降。當溫度下降到一定程度時，地球內部的溫度便不再影響其表面的溫度。我們發現了大量冰雪存在的痕跡，即使在無生代時期也有過“冰川時代”。

直到魚類的時代末期，在一片廣闊的淺海和咸水湖的時期，生命才有效地從水中向陸地轉移。毫無疑問，如今大量出現的一些生物的早期形態已經以稀少的數量、罕見的方式默默無聞地生存了幾百萬年?，F在，它們的機會來了。

在對土地的入侵中，植物無疑比動物更早占領了陸地，不過動物很可能緊隨其后。當流水退去之后，植物需要解決的第一個問題是如何獲得堅硬的支撐來讓葉片朝向陽光；第二個問題就是如何從潮濕的地下獲取水分并輸送到植物的組織里。木質組織的形成解決了這兩個問題，它既能為植物提供支撐，又能把水分輸送到葉片。在巖石記錄中突然充滿了多種木質沼澤植物，其中很多植物體積龐大，例如大型樹苔、樹蕨、巨型馬尾草等。伴隨著這些植物一代又一代的生長，終于有大量不同種類的動物從水中爬上岸邊。有蜈蚣和千足蟲，最早的原始昆蟲，與古代皇帝蟹和海蝎有血緣關系的生物成了早期的蜘蛛和陸地上的蝎子，這時出現了脊椎動物。

一些早期的昆蟲體型很大。這一時期的蜻蜓有的翅膀長達29英寸。

這些新物種以不同的方式適應了呼吸空氣。在此之前，所有動物一直在呼吸水中溶解的空氣，這種需求仍將是所有生物必須的。所以動物王國的成員們以不同的方式獲得了提供自身所需要的水分的能力。完全干燥的肺部會使人窒息。人的肺部表面必須是濕潤的，空氣才能穿過肺部進入血液。所有生物對陸地呼吸的適應，要么通過在原本的鰓上進化出覆蓋物來阻止水分蒸發，要么通過在體內進化出管狀或其他新的呼吸器官，并用液體分泌物進行潤滑。作為脊椎動物祖先的魚類，它們原來賴以呼吸的鰓在陸地上是無法發揮作用的，在動物王國的這種劃分中，它們的魚鰾進化成了新的體內呼吸器官——肺。像青蛙和蠑螈這樣的兩棲動物，一開始在水下用鰓呼吸，然后它們像很多魚類有鰾那樣，在喉嚨初長出了一個袋狀器官進行呼吸，于是它們上岸了，鰓部縮小，最終鰓裂消失（唯一的例外是一條鰓裂的副產物成為耳朵和鼓膜的通道）。這時的動物只能在空氣中生存，但它必須回到水邊產卵和繁殖。

在這個沼澤與植物的年代，所有的陸生脊椎動物都屬于兩棲綱。它們基本都和現在的蠑螈有著血緣關系，其中有一些長到了很大的尺寸。它們雖然是陸生動物，卻需要生活在潮濕的沼澤周圍。這一時期的所有大型樹木也具有水陸兩棲的習性。它們都還沒有進化出可以落在地面上、僅靠雨露的滋潤便可生長發育的果實和種子。它們的孢子只有灑在水中才能發芽。

比較解剖學的最美妙的研究方向之一就是追溯生命從空氣中獲得生存必需品的這一復雜而奇妙的過程。無論植物還是動物，所有生命從根本上都是由水組成的。例如比魚類更高級的脊椎動物，包括人類，在還是卵或胎兒的時期都曾擁有鰓裂，鰓裂在幼體出生之前便會消失。魚類泡在水中的赤裸的眼睛在高等生命中受到眼瞼的保護，淚腺分泌的液體也能防止眼部干燥。由于聲音在空氣中的振動更微弱，導致了鼓膜的產生。在幾乎所有的身體器官中都產生了類似的適應性，生命進行自我修正以適應陸地上的環境。

石炭紀是兩棲動物的時代，這個時代的生命存在于沼澤、咸水湖以及這些水域之間的淺灘上。于是生命的范圍擴大了。山丘和高地仍然了無生機。生命雖然學會了呼吸空氣，但植物的根仍然扎在原生的水域里，動物仍然需要回到水邊繁衍后代。