約5億4000万年前にまで進んでくると、生物の進化がいよいよ加速してくることが、化石の調査から、わかっています。化石は出土した地層の年代から、いつごろのものなのかを判断されます。地層からわかる時代区分を古い方から古生代、中生代、新生代とし、化石がどの時代のものかを判断するのです。

古生代に入る少し前(先カンブリア紀)、すでに生物が多様に進化していたことがこれまでにわかっています。しかし、そのころの生物は、クラゲやカイメンなど、やわらかい体組織をもった生物だったと考えられ、化石として残ることは稀だった、と考えられています。

しかし、古生代に入ると、これらの生物はすっかり姿を消し、それらとはまったく異なる生物たちが一気に現れます。

古生代は大きく6つに別れ、古い方からカンブリア紀・オルドビス紀・シルル紀、デボン紀・石炭紀・ペルム紀があります。
カンブリア紀(5億4200万〜4億8800万年前)
オルドビス紀(4億8800万〜4億4300万年前)
シルル紀(4億4300万〜4億1600万年前)
デボン紀(4億1600万〜3億5900万年前)
石炭紀(3億5900万〜2億9900万年前)
ペルム紀(2億9900万〜2億5100万年前)
カンブリア紀の地層は各地に見られ、多くの生物化石が確認されています。これは、このころの生物が硬い殻をまとったものが現れて来ていたため、残り易くなっていたのです。
さらに、その形状からは、「食べる」「食べられる」の弱肉強食の関係があったことが推測され、熾烈な生存競争が伺われます。
カンブリア紀の急激な生物進化の原因は、今でも様々な仮説があり、はっきりとは解っていませんが、生物の進化やその速度は、様々な方法があり、また私たちが思うよりも早くすすむことがあることを伺わせます。

古生代では、動物、植物、いずれにおいてもその増加が認められ、手狭になった海から、いよいよ地上へとその生存域を拡大していきます。シルル紀には植物が、デボン紀には一部の昆虫や魚から発展し四肢をもった生物が陸上に上がり始め、両生類が誕生したとされています。
石炭紀になると、大きな大木にまでなる植物が出始め、これが石炭となりました。また、両生類の中から、羊膜をもつ有羊膜類が誕生します。そして、まだ敵の少なかった陸上に卵を産む種が現れ、これらの中から、爬虫類やほ乳類の祖先(1)となるものが生まれていった、と考えられています。
ペルム紀には、種子植物が登場しました。さらに、歯の形状や、体温保持のしくみを持ちはじめたことが伺えることから、それが恒常性の起源となるのでは、と考えられる点から、ほ乳類型爬虫類とよばれるディメトロドンも現れます。

古生代のうちに、現在の動物群へと繋がるすべての門が出揃った、とされています。


※(1)爬虫類は発生初期のうちに、単弓類と双弓類の2種類の系統にわかれた、とされています。
そのうち、単弓類がほ乳類の祖先に、双弓類が爬虫類や鳥類に進化していった、と考えられています。

参考:Wikipedia:http://ja.wikipedia.org/wiki/バージェス動物群
   Wikipedia:http://ja.wikipedia.org/wiki/ハルキゲニア 
http://ja.wikipedia.org/wiki/ディメトロドン
http://ja.wikipedia.org/wiki/有羊膜類

さ・え・ら書房 目で見る進化 P.68,69
童心社 遺伝子・DNAのすべて 夏緑 著 P.64,65
東海大学海洋学部 自然史博物館