奥陶纪生物生活在大约4.883亿年前至4.437亿年前的奥陶纪时期。它开始于一个叫做寒武纪-奥陶纪灭绝事件的大规模灭绝事件,它消灭了化石记录中50%的多细胞生物。当时,所有已知的多细胞生物都是海洋生物。已知的奥陶纪化石数量约为500,远远超过了之前寒武纪的大约200种植物。
第一批非维管植物可能与现代地衣相似。奥陶纪时期的特点是适应性辐射和多样化,只是被所谓的寒武纪爆发所超越,寒武纪末期的大规模灭绝严重影响了腕足动物(一种表面上看起来像双壳类的固定的有壳生物)、三叶虫(它们不再是原来的了)和早期的无颌鱼类牙形刺,头足类(复杂的软体动物)和海百合(海百合)在很大程度上取代了之前的寒武纪动物,有关节的腕足动物几乎完全取代了它们生活的浅海中的三叶虫。在整个古生代的其余时间里,这些生物将继续主导海洋动物群。
第一批陆生植物,包括苔藓植物,出现在奥陶纪时期。尽管三叶虫并不那么成功与寒武纪时期一样,它们仍然数量众多,种类繁多,与有节腕足动物共享食物链的底部。在此期间,大量腹足类动物(蜗牛状动物)进化而来。存在大量无颚鱼类,在这一时期末期出现了下颚形状早寒武世古太古代藻岩繁盛以来,奥陶纪经历了第一批珊瑚和第一批珊瑚礁的演化,这是上千万年来建造的第一批珊瑚礁,被称为箭虫的殖民地海洋动物的遗骸。奥陶纪的特点是出现了第一批神经系统发达、脑组织丰富的动物,鹦鹉螺头足类动物是当时的主要捕食者。这些相对聪明、触手、大眼睛,硬壳软体动物可能已经超过了早期的顶端食肉动物,如畸形龙舌类。大型头足类动物在晚寒武纪出现,但在整个奥陶纪期间有很大的多样性。奥陶纪出现了第一批陆地植物,非维管植物,类似于现代的地衣、苔藓,以及苔藓。这些简单的植物往往聚集在靠近大海或溪流的地方。虽然一些最早的陆地遗迹化石出现在这一时期,但还没有发现奥陶纪时期的陆生动物遗骸化石,最古老的动物化石可能是距今1亿8千年前的一块千足虫化石,在这一时期结束后仅仅1600万年,奥陶纪的陆生动物化石仍可能被发现。真菌菌丝的发现与大多数植物根部发现的一种特殊类型的真菌非常相似,这表明这种古老的共生关系始于奥陶纪。


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