A linhagem dos fungos e animais também se separa nesta época. Uma característica que coloca os fungos em um reino diferente dos animais é a quitina em suas paredes celulares. Semelhante aos animais, os fungos são heterotróficos; eles adquirem seus alimentos absorvendo moléculas dissolvidas, normalmente secretando enzimas digestivas em seu ambiente. Diferente dos vegetais, os fungos não fotossintetizam.

Há quem diga que os protozoários coanoflagelados são considerados ancestrais de todo o reino animal; e em particular podem ser os ancestrais diretos das esponjas.

Os coanócitos (células colar) das esponjas têm a mesma estrutura básica em relação aos coanoflagelados. Células colar são ocasionalmente achadas em alguns outros grupos animais, como as platelmintos.

Os coanoflagelados expressam algumas das proteínas relacionadas com adesão celular em animais como caderinas e tirosinas cinases; e tais proteínas afetam sua proliferação celular.

Entretanto, comparações de sequências de DNA não sustentam a ideia de uma afiliação próxima entre coanoflagelados e animais.

Estudos comparativos de RNA ribossomal contradizem muitas das afirmações tradicionais sobre a filogenia das esponjas e sua relação com os coanoflagelados viventes (que, ao contrário do que se afirma, parece ser um grupo monofilético derivado).

A única similaridade palpável de coanoflagelados e coanócitos de esponjas é puramente morfológica, pois que há um flagelo rodeado por um colar feito de tentáculos de pseudópodos.

Aparentemente, nos dois casos, o colar e o flagelo formam um sistema eficiente na filtragem de alimentos; e suas semelhanças podem se dever a isso, muito mais do que a ancestralidade, ainda carente de evidências sólidas. Há também quem diga que os coanoflagelados é que são derivados de esponjas.

Não há também nenhuma evidência de que havia coanoflagelados há 900 MdA. Sua colocação neste ponto é puramente especulativa, baseada na hipótese de que sejam ancestrais dos primeiros animais.

Estes protozoários vivem em colônias e mostram um nivel primitivo de especialização das células para diferentes tarefas. As similaridades entre proterospongia e esponjas são evidências fortes de relação próxima entre coanoflagelados e animais.

A Proterospongia não é o ancestral direto das esponjas, mas deve ser bem semelhante ao ancestral delas e de todos os animais multicelulares.

Pela evolução genética, as esponjas são os animais mais velhos que existem hoje.

De certo modo, estão mais próximos de serem colônias de células do que de organismos multicelulares.

Os platelmintos ou vermes achatados são os animais mais antigos a terem um cérebro; e os animais vivos mais simples a terem uma simetria bilateral. Eles são também os animais mais simples constituídos de três camadas germinativas.

Por volta desse período, o ancestral comum dos insetos e dos humanos se especiou.

Vermes hemicordados como o Enteropneusta são considerados mais próximos da linhagem que deu origem aos cordados e equinodermos do que outros tipos de vermes. Por exemplo: vermes do filo Nemertea e Annelida seriam mais próximos dos moluscos (Lophotrochozoa), enquanto os filos Nematoda e Onychophora seriam mais próximo dos artrópodes (Ecdysozoa)

Os Enteropneustas possuem um sistema circulatório com coração que também funciona como um rim. Os vermes Acorn possuem brânquias para respirar, cuja estrutura é similar a dos peixes primitivos. Os Acorn também são citados como sendo uma ligação entre os os vertebrados e os invertebrados.

O mais antigo ancestral conhecido dos cordados é a Pikaia. Baseando-se nos conhecimentos atuais, foi um dos primeiros animais com notocorda. É possível que seja a ancestral comum de todos os cordados e vertebrados.

Outro fóssil conhecido semelhante aos cordados é de um conodonte, um animal em forma de enguia, de 4 a 20 centímetros de comprimento, com um par de olhos enormes na extremidade da cabeça e uma complexa coroa de dentes.

Os cefalocordados, animais que ainda vivem nos dias de hoje, têm muitas das características dos cordados primitivos. São bastante parecidos com a Pikaia.

Os Agnatha foram os primeiros vertebrados e precursores dos peixes.

Até recentemente, a mais antiga evidência de vertebrados consistia de fósseis de ostracodermes, animais cobertos por armaduras ósseas que se assemelham a peixes modernos, porém sem mandíbulas e nadadeiras funcionais. Datam de cerca de 480 MdA.

Achados mais recentes do cambriano inferior da China estendem o registro fóssil para cerca de 530 MdA; e apresentam vertebrados pequenos (com cerca de 3 cm) semelhantes a peixes, sem qualquer evidência de ossificação ou armaduras mineralizadas. Haikouichthys e Myllokunmingia são exemplos desses peixes sem mandíbulas, ou Agnatha. Seus esqueletos internos eram cartilaginosos. Eles não tinham as barbatanas emparelhadas (peitorais e pélvicas) dos peixes mais avançados.

Os Placodermi eram peixes pré-históricos cobertos por pesadas armaduras ósseas que se articulavam entre a cabeça e o tórax. Estão entre os primeiros peixes a terem mandíbulas evoluídas dos primeiros pares de arcos branquiais. Também possuíam nadadeiras que auxiliavam na locomoção.^[1]

Recentes descobertas fósseis, no noroeste da Austrália, revelaram estruturas relacionadas com a fecundação interna (clásperes), que tinham por função introduzir os espermatozoides nas fêmeas. Essas evidências remontam a origem da cópula, que antes se pensava ter surgido nos Chondrichthyes (tubarão, arraia) há entre 350 e 375 MdA.^[2] Essa e outras descobertas^[3] sugerem que os placodermos poderiam ser ancestrais dos Chondrichthyes e também dos acantódios. Estes últimos podem ter sido ancestrais da linhagem dos Osteichthyes (cavalo-marinho, robalo, enguia, atum, marlim, pirarucu, celacanto, etc.).

Os osteícties, nesta época, se dividem em duas linhagens: os Sarcopterygii e os Actinopterygii. Os Sarcopterygii são peixes ósseos com nadadeiras pares ósseas e carnudas. São distinguidos do seu grupo-irmão Actinopterygii por suas nadadeiras musculares com ossos articulados. Suas nadadeiras pares e pélvicas possuem articulações semelhantes aos membros de tetrápodes, sendo evidências de que essas nadadeiras poderiam possibilitar a vida na terra nos anfíbios.

Alguns peixes com nadadeiras lobuladas (Sarcopterygii) desenvolvem pernas e dão origem aos tetrápodes. Esses peixes usavam suas nadadeiras como remos em águas rasas.

Panderichthys, um peixe pré-histórico, apresenta características de transição entre os peixes de nadadeiras lobadas e os tetrápodes primitivos .

Tiktaalik é um gênero de peixes Sarcopterygianos (barbatanas de lóbulos) com muitas características semelhantes aos tetrápodes. Ele mostra uma ligação clara entre Panderichthys e Acanthostega.

Acanthostega é um proto-anfíbio extinto; e está entre os primeiros animais a desenvolver membros. É candidato a ser o primeiro vertebrado a ter a capacidade de sair da água e se locomover em terra, com muita dificuldade.

Possuía pulmões e brânquias, indicando que também foi um elo de ligação entre peixes de nadadeiras lobadas e vertebrados terrestres.

Ichthyostega é um tetrápode recente, sendo um dos primeiros animais com pernas, braços e dedos ósseos. É tido como um híbrido entre um peixe e um anfíbio. Entretanto, suas pernas provavelmente não eram usadas para andar; eram capazes de passar períodos muito breves de tempo fora d'água; e podem ter utilizado suas pernas para deslocar-se em seu caminho através da lama.

Os anfíbios foram os primeiros animais tetrápodes a desenvolverem pulmões.

Dos anfíbios, evoluíram os primeiros répteis (ou criaturas parecidas com estes). Hylonomus é o réptil mais antigo conhecido. Ele tinha 20 cm, incluindo a cauda; e provavelmente teria se parecido especialmente com lagartos modernos. Possuía pequenos dentes afiados; e provavelmente comia miriápodes e insetos. É um precursor dos mais recentes Amniotas e répteis que deram origem aos mamíferos.

A evolução do ovo amniótico resulta no Amniota, réptil que pode se reproduzir em terra e levar os ovos para uma área seca, não necessitando retornar à água para reprodução. Esta adaptação conferiu-lhes a capacidade de colonizar planaltos pela primeira vez.

Os répteis já possuem um avançado sistema nervoso quando comparados com os anfíbios. Possuem doze pares de nervos cranianos.

Pouco depois de terem aparecido os primeiros répteis, dois ramos se separaram. Um é o Synapsida, que apresentava um par de buracos em seus crânios atrás dos olhos, os quais eram usados para aumentar o espaço para os músculos do maxilar. O outro ramo é o Diapsida. Dos Diapsidas vieram os antepassados dos crocodilos, cobras, lagartos modernos, tuataras, tartarugas e dos dinossauros (incluindo as aves).

Já dos Synapsidas, vieram os Therapsidas, que são ancestrais diretos dos mamíferos.

Os Therapsidas mais antigos são os pelicossauros. Estes foram os primeiros animais a terem a abertura temporal no crânio. Pelicossauros não são Therapsidas, mas logo deram origem a eles. Os Therapsidas têm a abertura temporal do crânio maior e mais parecida com a dos mamíferos do que com a dos pelicossauros; seus dentes mostram mais divisão em série; e depois desenvolveram um segundo palato, que habilita o animal a comer e respirar ao mesmo tempo; e é um sinal de uma maneira de vida mais ativa; e talvez sangue quente.

As mandíbulas dos cinodontes assemelham-se mais aproximadamente às mandíbulas dos modernos mamíferos; e seus dentes são multicúspides e diferenciados. A mandíbula de cinodontes mais derivados já é formada de um só osso, o dentário, que se articula com o osso esquamosal, como nos mamíferos. Cinodontes são os ancestrais diretos de todos os mamíferos modernos.

Os Eucynodontes (cinodontes) vieram a ser os primeiros mamíferos.

Os mais primitivos mamíferos eram pequenos e parecidos com musaranhos que alimentavam-se de insetos. Desenvolveram temperatura corporal constante e o neocórtex, região cerebral típica destes animais.

Mamíferos Therianos (placentários e marsupiais) se especiaram dos monotremados (grupo de mamíferos que põe ovos, hoje representados pelo ornitorrinco e equidna) pouco depois do surgimento dos mamíferos. Todos estes têm glândulas mamárias para suas crias.

Ocorre a separação das linhagens dos marsupiais e placentários. Os marsupiais (canguru, coala, diabo-da-tasmânia, etc.) não são antepassados dos placentários. Ambos os grupos surgiram no Cretáceo na mesma época; e desde então competem pelos mesmos nichos ecológicos.

Juramaia, um mamífero Eutheria, é o mais antigo placentário descoberto. Ele tinha a aparência dos modernos arganazes, escalando pequenos arbustos em Liaoning, China. Todos os mamíferos placentários, como morcegos, elefantes, cavalos, bois, peixes-boi, ratos, tigres, tatus, bichos-preguiça, baleias e os humanos descendem ou desse animal ou de um próximo a ele.

Um grupo de pequenos, noturnos e arborícolas mamíferos insetívoros, chamados Euarchonta, inicia especiação que irá resultar nas ordens primatas, tupaias e lêmures voadores. Os Primatomorpha são uma subdivisão dos Euarchonta, que inclui os primatas e os proto-primatas Plesiadapiformes. Um dos mais antigos proto-primatas é o Plesiadapis, que tem garras; e os olhos localizados em cada lado da cabeça, pois são mais rápidos no chão do que no topo das árvores. Mas estes começarão a passar mais tempo em partes baixas das árvores, alimentando-se de frutas e folhas.

Um dos últimos Plesiadapiformes foi o Carpolestes simpsoni. Ele tinha tinha dedos preênseis, mas não olhos direcionados para a frente.

Os Haplorrhini dividem-se nas infraordens Platyrrhini e Catarrhini. Os Platyrrhini são os Macacos do Novo Mundo, ou seja, aqueles que habitam a América (sagui, bugio, macaco-aranha, etc.). Já os Catarrhines (babuínos, langures, etc.), são mais localizados na África e Ásia do que noutros continentes. Um ancestral dos Catarrhines provavelmente é Aegyptopithecus. Outros antigos Catarrhines incluem Bugtipithecus inexpectans, Phileosimias kamali e Phileosimias brahuiorum, os quais são todos similares aos atuais lêmures. Logo os machos Catarrhine ganharam visão colorida, mas perderam a sensibilidade aos feromônios.

Os Catarrhini dividiram-se em duas superfamílias: "Macacos do Velho Mundo" (Cercopithecoidea) e "Grandes primatas" [GP].

Proconsul foi o mais antigo gênero dos primatas Catarrhine. Eles têm um misto de características de "Macaco do Velho Mundo" e GP. Características dos Proconsul como as dos macacos incluem esmalte dos dentes fino, uma compleição leve com um tórax estreito e membros anteriores curtos; e um estilo de vida arborícola quadrúpede. Suas características de GP são a ausência de cauda, cotovelos como dos "grandes macacos" (orangotangos, gorilas, chimpanzés e humanos) e um cérebro levemente maior, relativamente ao tamanho do corpo.

Proconsul africanus é um possível ancestral, tanto de grandes e pequenos macacos, quanto dos humanos.

Acredita-se que Pierolapithecus catalaunicus seja um ancestral comum dos humanos e dos GPs, ou ao menos uma espécie que nos leve mais perto de um ancestral comum do que qualquer descoberta fóssil anterior.

Pierolapithecus tem adaptações especiais para o escalar de árvores, só como humanos e outros GPs fazem: um largo e plano conjunto de costelas, uma forte e mais baixa coluna, pulsos flexíveis e omoplatas que situavam-se ao longo de suas costas.

Devido ao grande número de fósseis de GPs encontrados na Europa e na Ásia Ocidental, alguns especulam que os GPs africanos começaram a se especiar ainda nesses lugares, mas isso é incerto.

Ancestrais humanos especiam-se dos ancestrais dos chimpanzés. O último ancestral em comum talvez seja o Sahelanthropus tchadensis. O mais antigo no ramo humano é o Orrorin tugenensis (Millennium Man, Quênia), com 6 milhões de anos. Tanto chimpanzés quanto humanos têm laringe que reposiciona-se durante os dois primeiros anos de vida para uma localização entre a faringe e os pulmões, indicando que os ancestrais em comum tinham esta característica, uma precursora da fala.

Os bípedes australopithecinos (antigo homininos) vivem nas savanas da Africa. Eles viviam em grupos; eram provavelmente onívoros que usavam pedras para quebrar ossos e comer medula óssea; e eram predados por grandes felinos e, no caso de crianças, por aves de rapina gigantes. Perda de cabelo corporal provavelmente começa no período de 3-2 MdA.

Pensa-se que o Homo habilis é o ancestral do mais esguio e sofisticado Homo ergaster, o qual por sua vez deu origem a espécies com aparência mais humana, como o Homo erectus. O Homo habilis aparenta ser o primeiro ou um dos primeiros Homininae a dominar a tecnologia de ferramentas de pedra; e provavelmente roubava as presas de carnívoros menores, como hienas. Uma dieta mais carnívora é um dos contribuintes para o aumento do cérebro.

Há um debate se seria H. habilis um ancestral humano direto e se muitos fósseis conhecidos são adequadamente atribuídos às espécies.

Veja: Homo rudolfensis.

Homo erectus evoluiu na Africa.

O Homo erectus carregaria semelhança aos seres humanos modernos, mas tinha um cérebro com aproximadamente 74% daquele do homem moderno. Ainda assim, controlava o fogo e caçava; e migrou para a Ásia. Sua testa é menos inclinada e os dentes são menores. Já era completamente sem pelos - e, em consequência, desenvolveu pele escura.

Acredita-se ser um ancestral dos humanos modernos.

Homo heidelbergensis migra para a Europa; e provavelmente é o antepassado direto dos Neandertais e dos Denisovanos, além de apresentar bastante semelhança com os Homo sapiens arcaicos encontrados na África: Homo rhodesiensis e Homo sapiens idaltu.

Hoje não se sabe se o H. heidelbergensis foi antepassado direto do homem moderno, o qual muitos acham que foi o Homo antecessor, espécie pouco conhecida e baseada em fósseis achados nas colinas de Atapuerca (Espanha). Apresenta caracteres gerais intermediários entre H. erectus/H. ergaster e o H. sapiens.

Os primeiros humanos anatomicamente modernos (Homo sapiens sapiens) surgem na Africa.

Veja : Hipótese da origem única.

O Homo floresiensis, possível descendente de uma população asiática de Homo erectus, se extingue.

Estima-se que o marcador genético M343 tenha se originado em um indivíduo masculino na África, há pelo menos 30 000 anos; e tenha se propagado desde então. Este marcador genético é portado pela maioria dos Europeus Ocidentais. Ele é portado por 70 % da população inteira da Inglaterra; e cerca de 90 % de algumas partes da Espanha e Irlanda; e é também herança dos Cro-Magnon.