Il Cenozoico è diviso in 5 periodi: PALEOCENE, EOCENE, OLIGOCENE, MIOCENE, PLIOCENE. Il MIOCENE e il PLIOCENE fanno comunque parte del Tardo Cenozoico. Il MIOCENE inizia circa 26 milioni di anni fa e dura 19 milioni di anni, il PLIOCENE inizia 7 milioni di anni fa e dura 5 milioni di anni. Naturalmente poiché l'Era Cenozoica è più vicina a noi nel tempo possiamo meglio distinguerne gli eventi, registrati, come al solito, negli strati della Terra. E dunque possibile distinguere cinque periodi tutti di lunghezza relativamente breve. A questa parte della storia della Terra si applica anche la denominazione di Era Terziaria, o semplicemente Terziario. All'inizio dell'era i blocchi continentali risultanti dalla frattura dei supercontinenti sono sette: America settentrionale, Eurasia,l'Africa (con l"'appendice" dell'Arabia), India, America meridionale, Antartide, Australia (queste ultime tre terre sono ancora abbastanza vicine da essere talvolta riunite per mezzo di "ponti" di terraferma ora emersi ora sommersi).
Le piante "nuove" sviluppano interessanti metodi per ottenere l'impollinazione, cioè il trasporto dei gameti maschili su quelli femminili, in base alle possibilità offerte dagli animali e da altri elementi dell'ambiente come "trasportatori". Il "modello" mammifero Ci riferiamo a un mammifero attuale, ma la descrizione si applica in pratica anche a tutte le specie fossili del Cenozoico. I vertebrati di questa classe sono a "sangue caldo" (veri omeotermi e hanno il corpo ricoperto di peli.
Talvolta, oltre ai peli, esistono anche squame. Nella pelle sono distribuite molte ghiandole che producono ed emettono (secernono) vari fluidi (sudore, liquidi odorosi, sebo, latte). La mandibola è costituita da un unico osso (dentale) e si articola con l'osso squamoso della parte superiore del cranio.
L'osso quadrato e altri elementi ossei, presenti nel cranio degli anfibi e dei rettili, si sono modificati profondamente nei mammiferi, dando origine al complesso degli ossicini dell'orecchio interno. La parte superiore del cranio (contenente il cervello: neurocranio) è fissata direttamente allo scheletro (osseo) del palato. Nella lunga "anticamera", fatta mentre i dinosauri erano dominanti, i mammiferi sono stati essenzialmente insettivori, cacciatori di prede minuscole (vermi, bruchi e piccoli vertebrati), forse mangiatori di uova e granivori. Poche forme (i più antichi primati) si cibavano anche di foglie. Nel Paleocene, il primo periodo del Cenozoico, si sviluppano, dal gruppo dei Condilartri, già documentati nel tardo Cretaceo, forme erbivore di dimensioni abbastanza grandi: sono i Pantodonti.
Interessanti esempi sono forniti dal pantolambda, della taglia di un montone, e dal Barylamhda, lungo come un cavallo ma assai più tozzo. Quest'ultimo animale, dalla grossa coda, forse si rizzava sui robusti arti posteriori per raggiungere i rami alti degli arbusti e degli alberi: le sue dita erano munite di curiose unghie a zoccolo.
Sugli alberi prosperavano alcuni primati (Plesiadapis) e forme capaci di lanciarsi dall'alto planando (coyùe il galeopiteco attuale). Numerosissimi erano i toporagni, in competizione con forme più primitive (Multitubercolati) già avviate all'estinzione. I mammiferi carnivori si svilupparono con un certo ritardo. I veri nemici degli erbivori paleocenici di media e grossa taglia erano, presso le rive dei fiumi e dei laghi, i coccodrilli e, sulla terraferma, soprattutto nelle aree aperte, alcuni grossi uccelli predatori.
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