ektonik, paleogeografi, dan iklim Paleozoikum

Pangea adalah benua raksasa terakhir yang ada pada masa 300–180 juta tahun yang lalu. Garis-garis besar benua modern dan daratan lainnya ditunjukkan pada peta ini.

Pada akhir eon Proterozoikum, benua raksasa Pannotia telah terpisah-pisah menjadi benua kecil Laurentia, Baltica, Siberia dan Gondwana.^[114] Selama periode saat benua-benua tersebut bergerak memisah, lebih kerak samudera terbentuk oleh aktivitas gunung berapi. Karena kerak vulkanik muda relatif lebih panas dan kurang padat dibandingkan kerak samudera tua, dasar laut akan naik selama periode tersebut. Hal ini menyebabkan permukaan laut naik. Oleh karena itu, pada paruh pertama era Paleozoikum, sebagian besar kawasan benua berada di bawah permukaan laut.
Suhu pada awal era Paleozoikum lebih hangat dari iklim saat ini, namun pada akhir periode Ordovisium mengalami zaman es yang singkat saat gletser menutupi kutub selatan, tempat benua besar Gondwana. Pada akhir zaman es Ordovisium, terjadi beberapa kepunahan massal, ketika banyak brachiopoda, trilobit, bryozoa, dan karang lenyap dari jejak fosil. Spesies laut ini mungkin tidak bisa bertahan menghadapi penurunan suhu air laut.^[115] Setelah kepunahan tersebut, spesies baru berevolusi, lebih beragam dan lebih mampu beradaptasi.
Benua Laurentia dan Baltica bertabrakan antara 450–400 juta tahun yang lalu, membentuk Laurussia (juga dikenal sebagai Euramerika).^[116] Jejak dari tabrakan ini dapat ditemukan di Skandinavia, Skotlandia dan Appalachia Utara. Pada periode Devon (416–359 juta tahun yang lalu),^[3] Gondwana dan Siberia mulai bergerak menuju Laurussia. Tabrakan Siberia dengan Laurussia menyebabkan orogeni Uralia, tabrakan Gondwana dengan Laurussia disebut orogeni Varisca atau Hercynia di Eropa, atau orogeni Alleghenia di Amerika Utara. Tahap kedua berlangsung selama periode Karbon (359–299 juta tahun yang lalu) ^[3] dan mengakibatkan pembentukan benua raksasa terakhir, Pangea.^[117]

Kolonisasi daratan

Oksigen yang terakumulasi dari proses fotosintesis membentuk lapisan ozon yang menyerap banyak radiasi sinar ultraviolet matahari. Hal ini membuat organisme uniseluler dapat bertahan hidup lebih baik, dan prokariota mulai bertambah banyak dan makin mampu beradaptasi untuk hidup di luar air. Keturunan prokariota^[118] kemungkinan sudah mengkoloni daratan sejak 2,6 miliar tahun yang lalu^[119] bahkan sebelum eukariota muncul. Untuk waktu yang lama, daratan tidak ditempati oleh organisme multiseluler. Benua raksasa Pannotia terbentuk sekitar 600 juta tahun yang lalu dan kemudian pecah 50 juta tahun kemudian.^[120] Ikan—vertebrata paling awal—berkembang di lautan sekitar 530 juta tahun yang lalu.^[92]:354 Sebuah peristiwa kepunahan besar terjadi mendekati akhir periode Kambrium,^[121] yang berakhir 488 juta tahun yang lalu.^[122]
Beberapa ratus juta tahun yang lalu, tanaman (mungkin menyerupai ganggang) dan jamur mulai tumbuh di tepi air, dan kemudian mulai keluar dari air.^{[123]:138–140} Fosil jamur tanah dan tanaman tertua yang pernah ditemukan berasal dari masa 480–460 juta tahun yang lalu, meskipun bukti molekuler menunjukkan jamur mungkin telah hidup di daratan 1000 juta tahun yang lalu, sedangkan tanaman 700 juta tahun yang lalu.^[124] Pada awalnya mereka tetap dekat dengan tepi air. Akibat mutasi dan variasi, perlahan-lahan mereka mulai mengkoloni lingkungan baru yang makin jauh dari air. Kapan hewan pertama meninggalkan lautan belum diketahui secara tepat; bukti tertua yang paling jelas adalah artropoda dari 450 juta tahun yang lalu.^[125] Ada juga bukti lain, namun belum dikonfirmasi bahwa artropoda mungkin telah muncul di daratan 530 juta tahun yang lalu.^[126]

Evolusi tetrapoda

Ilustrasi Tiktaalik, seekor ikan purba dengan sirip menyerupai anggota badan, leluhur dari tetrapoda. Rekonstruksi dari fosil berusia sekitar 375 juta tahun.

Pada akhir periode Ordovisium, 443 juta tahun yang lalu,^[3] terjadi lagi kepunahan masal, mungkin disebabkan oleh zaman es.^[115] Sekitar 380–375 juta tahun yang lalu, tetrapoda pertama berevolusi dari ikan.^[127] Diperkirakan bahwa sirip berevolusi menjadi anggota badan yang memungkinkan tetrapoda pertama yang mengangkat kepala mereka keluar dari air untuk menghirup udara. Hal ini memungkinkan mereka untuk hidup di air yang miskin oksigen atau mengejar mangsa kecil di perairan dangkal.^[127] Kemudian mereka berkelana di darat untuk waktu yang singkat. Beberapa dari mereka dapat beradaptasi dengan keadaan di darat dan menghabiskan hidup mereka di darat saat dewasa, meskipun mereka menetas di dalam air dan kembali untuk bertelur. Inilah asal mula amfibi. Sekitar 365 juta tahun yang lalu, periode kepunahan massal lainnya terjadi, yang kemungkinan disebabkan oleh pendinginan global.^[128] Tanaman berevolusi dengan menghasilkan biji, yang secara dramatis mempercepat penyebaran mereka di darat, pada sekitar waktu ini (kira-kira 360 juta tahun yang lalu).^[129][130]
Sekitar 20 juta tahun kemudian (340 juta tahun yang lalu^{[92]:293–296}), telur dengan cangkang keras mulai berkembang, yang dapat diletakkan di tanah, memberikan manfaat kelangsungan hidup bagi embrio tetrapoda. Hal ini mengakibatkan perbedaan antara amniota dengan amfibi. 30 juta tahun kemudian (310 juta tahun yang lalu^{[92]:254–256}) terlihat perbedaan antara synapsida (termasuk mamalia) dengan sauropsida (termasuk burung dan reptil). Kelompok-kelompok lain organisme terus berkembang, dan garis penyimpangan pada ikan, serangga, bakteri, dan sebagainya, meskipun secara detail tidak dikenali.