经过漫长的修复期，到4900万年前的始新世时期，地球渐渐恢复了元气，森林重新繁茂，森林里已经繁衍出许多珍禽异兽，有鳞爬行类的统治一去不复返，哺乳类适应新世界的速度很快，种类也迅速增多，但体形依然较小，受制于大型危险动物如戈氏鸟。戈氏鸟是恐鸟的后代，高度和成年男子一样，体重达到甚至超过半吨，其庞大的体形取代了恐龙，统治着陨石撞击后的地球，这是史上惟一一次鸟类统治地球。
那是一个鸟吃马的奇妙世界，现代马的祖先名为远古马，体态娇小，比猫略大，还没有发展出蹄，脚上只有四个像蹄的趾头。由于身体玲珑，防御能力较弱，远古马的胆子非常小，稍有动静就向密林深处逃跑，它们一旦被戈氏鸟强壮有力的喙噙住，就会被悬在半空中，在无数次大幅度左右甩动中晕倒或者死去，最后成为鸟食。远古马非常喜欢吃发酵的野葡萄，饱食后感官变得迟钝，更增加了送命的几率。
霸主戈氏鸟并非处处得意，由于身材的限制，它们只能在树下做窝、孵蛋，在其外出捕猎的时候，如果小戈氏鸟破壳而出，那势必不能活着跟它的父母见面，这是一个奇妙的链条：最庞大动物的天敌，竟是最渺小的动物。戈氏鸟幼鸟的天敌是蚂蚁，确切地说是蚂蚁的一种——食肉蚁，史上最大的蚂蚁之一，食肉蚁成群围攻小戈氏鸟无毛的身体，喝干它的鲜血。
哺乳动物的飞速壮大证明，哺乳类从来没有放弃过寻求发展的机会，鸟类统治世界的时候，它们就已经开始了水下生活，有的蹄肉食动物演化成游泳高手的过程十分奇妙，松开脊骨、缩小四肢、尾巴改变形状直至更适合游泳。
在鸟类势力不及的水下，哺乳动物长得非常大，并形成新的物种，现代鲸鱼就是这样发展来的，它们的始祖游走鲸，就是一种水陆两栖的大型动物，游走鲸的先祖是纯粹的陆生动物，而它们在水中行动更加灵活。
森林中的陆生哺乳动物也不示弱，早在3000～4000万年前开始出现的，并且在出现之后开始四处生长，当时受南极大陆影响，全球雨林大面积缩小，其他生态形势逐渐增多，许多哺乳动物选择在森林之外生存，成批迁往平原，进入飞跃发展阶段。
海洋区中间变成盆地（或蜀中湖泊），盆地四周山地继续隆起，同时产生不少大断层，如西部的龙门山大断层和东部的华莹山大断层，把盆地分为三部分。封闭的盆地地形及急剧缩小的水面，使气候逐渐变得干热，沉积物由海相、海陆交替相变为陆相，大量风化、侵蚀、剥蚀的物质在盆地堆积了数千米厚，形成红色和紫红色的砂、泥、页岩，在2000多万年前的新第三纪，受喜马拉雅造山运动的影响，裸子植物不断衰退。
距今二、三百万年的第四纪，地壳再次发生构造运动，巫山两侧水系溯源侵蚀，共同切穿巫山，形成举世闻名的长江三峡，盆地之水纳入长江水系，四川盆地从此由内流盆地变为外流陆盆，第四纪是冰川广布的时代，盆地西北山地发育大量冰川，冰川消融后，大量沉积物由岷江、沱江等携带，堆积在西部的凹陷区，即以前的蜀湖之中，最终形成了成都平原。
气候开始变得干燥，大陆的中心变成平原，草原越来越广阔，丛林面积减小。后来，迁居的哺乳动物在平原上猎捕小动物，身材与日俱增，并且开始奔跑，最主要的是，它们中的一部分逐渐变成食草动物，但仅仅吃草很难生存，于是哺乳动物的演化更增进一步：有些物种开始长出不同用途的牙齿，腿开始增长，得以迁徙到遥远的草原，巨犀就是这样发展起来的，我们人类还够不到它们的腿，相对应的，猎食动物也分化出来了，比如猫科动物，现在体积最大的老虎跟其祖先相比，也只相当于一只猫，剑齿虎就是史上最大的猫科动物，它们著名的长齿足有20公分。
100万年前，剑齿虎的种群生活改变了大自然的生态环境，它们从北美洲来到南美洲，统治着南美草原。当时的恐鸟不再占有优势，沦为吃剑齿虎残剩猎物的地位，直到现代人出现之前，恐鸟才灭绝，而剑齿虎一直活到100万年前，活到世界再次发生剧变，气候越来越干冷，它们要猎取的大型动物都消失，缺乏食物才灭绝。
南极大陆越来越冷，覆盖在大陆之上的冰帽已经成为永久性的，冰层从北极蔓延到整个北半球，进一步改变着气候模式，终于在250万年前，地球上的气候越来越干冷，进入冰河世纪，这意味着地球和地球上的所有动植物都面临着巨大的挑战。
在这种极为艰难的生活环境中，脂肪厚的热带巨兽们的外表发生了翻天覆地的改变，仅以长毛象为例，它们的耳朵开始缩小，身上长出厚厚的长毛，腿增粗，有效减少热量散失，它们的长牙变为上翘型，帮助它们清理积雪，搜寻雪下的青草和其他小植物。
长毛象最杰出的演化体现在鼻尖上，竟然演化出两个指头一样的触角，权作掘草的工具，这些变化足以帮助长毛象应付北方的寒冷气候。长毛牛、巨角鹿等都是进化成功的大型动物，但这些大自然造就的优势物种，在3万年前就已逐渐减少，在大约1万年前突然全部灭绝。长毛象等大型哺乳动物的灭绝并不排除另外一个原因：环境突变，在几十年内，地球气温不断升高，冰河期很快结束，动植物无法迅速演化，不适而终。
灵长类在恐龙时代就存在，当时为了生存，躲避哺乳动物是其生存的手段，它们是夜行动物，有点像现在的夜猴，在树上独居、跳跃、觅食，这是类人猿的始祖，数万年以后，他们的后代中的一支发展为现在人类的祖先。
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