A través de la transformación de las aletas en extremidades -en algunos vertebrados-, se inicia la colonización de tierra firme, apareciendo los tetrápodos, representados en primer lugar por los anfibios, que aún necesitan depositar sus huevos y pasar una parte de su vida en el agua. Posteriormente, algunos de estos organismos se independizan totalmente del medio acuático mediante la incorporación de un tipo de reproducción en la que no era necesario depositar los huevos en el agua. A este grupo de vertebrados terrestres se les conoce como amniotas.
Basándose en las aberturas laterales a ambos lados del cráneo y localizadas por detrás de los ojos, los amniotas se clasifican en tres grandes grupos: los anápsidos, sin aberturas laterales, entre los que se incluyen las tortugas; los sinápsidos, con una abertura a cada lado, y que darán lugar a los mamíferos; y los diápsidos, con dos aberturas (superior e inferior), que se subdividen en dos linajes principales: el de los lagartos y serpientes, por un lado, y el de los cocodrilos, dinosaurios y aves, por otro.
A lo largo de la historia de la tierra se han sucedido importantes cambios físicos y climáticos, que favorecieron a determinados organismos, permitiendo su desarrollo y diversificación, mientras que otros resultaron perjudicados, lo que les condujo en muchos casos a la extinción. La más catastrófica de ellas tuvo lugar al final del paleozoico, provocando la desaparición del 96% de los organismos. El panel contiguo nos muestra la dimensión de este evento si en la actualidad sufriéramos una catástrofe de tal calibre; únicamente sobrevivirían 5 de las 118 especies de mamíferos de la Península Ibérica.