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Es muy probable que la aparición de los mamíferos en la Tierra ocurriera al principio de la era mesozoica. En esta época había un grupo de reptiles que poseían características de mamíferos; eran muy frecuentes desde el periodo pérmico al triásico y se conocen como el orden de los Terápsidos. Con el tiempo, dieron lugar a distintas ramas evolutivas en las que fueron apareciendo rasgos típicos de los mamíferos al tiempo que se entremezclaban con los reptilianos. Esto sucedió hace unos 180 millones de años cuando declinaron dejando una línea de descendientes que no resurgiría hasta pasados 100 millones de años, durante los cuales los grandes reptiles predominaron en la Tierra. Los primeros fósiles correspondientes de forma definitiva a un mamífero fueron encontrados en rocas del jurásico.
Durante este periodo existían ya cinco órdenes distintos de mamíferos. Uno estaba compuesto por mamíferos pequeños similares a los roedores, que tenían características dentales típicas de estos animales, pero se extinguieron durante el eoceno. Un segundo orden consistía en mamíferos pequeños y carnívoros, con molares de tres cúspides y que también se extinguieron antes de finalizar el eoceno. El tercer grupo estaba formado por mamíferos del tamaño de una rata o un topo; tenían un régimen alimentario insectívoro y casi con toda seguridad los podemos identificar como los antecesores de los mamíferos actuales. Tras la desaparición de los grandes reptiles al final de la era secundaria (el mesozoico), esta línea evolutiva se desarrolló con éxito durante todo el periodo terciario, que se conoce por este motivo como edad de los mamíferos.
No hay restos fósiles que representen a los monotremas. Los primeros fósiles de marsupiales y mamíferos placentarios fueron encontrados en rocas que datan del periodo cretácico. Parece ser que los marsupiales no tuvieron éxito en la competición con los placentarios y, al principio del eoceno, sólo estaban representados por la familia del oposum (o zarigüeyas) en Norteamérica, por varias familias en Sudamérica y por otras tantas en Australia. Los fósiles más primitivos que se conservan de los placentarios se encontraron en el oeste de América del Norte y en Europa occidental; parece que este grupo se originó a finales del periodo cretácico y, según indica el registro fósil, se extendió después con rapidez durante el cenozoico para formar el grupo actual de los mamíferos. Los insectívoros, grupo considerado como el orden más primitivo de mamíferos placentarios, son muy similares en aspecto a los primeros fósiles de placentarios.
Durante este periodo existían ya cinco órdenes distintos de mamíferos. Uno estaba compuesto por mamíferos pequeños similares a los roedores, que tenían características dentales típicas de estos animales, pero se extinguieron durante el eoceno. Un segundo orden consistía en mamíferos pequeños y carnívoros, con molares de tres cúspides y que también se extinguieron antes de finalizar el eoceno. El tercer grupo estaba formado por mamíferos del tamaño de una rata o un topo; tenían un régimen alimentario insectívoro y casi con toda seguridad los podemos identificar como los antecesores de los mamíferos actuales. Tras la desaparición de los grandes reptiles al final de la era secundaria (el mesozoico), esta línea evolutiva se desarrolló con éxito durante todo el periodo terciario, que se conoce por este motivo como edad de los mamíferos.
No hay restos fósiles que representen a los monotremas. Los primeros fósiles de marsupiales y mamíferos placentarios fueron encontrados en rocas que datan del periodo cretácico. Parece ser que los marsupiales no tuvieron éxito en la competición con los placentarios y, al principio del eoceno, sólo estaban representados por la familia del oposum (o zarigüeyas) en Norteamérica, por varias familias en Sudamérica y por otras tantas en Australia. Los fósiles más primitivos que se conservan de los placentarios se encontraron en el oeste de América del Norte y en Europa occidental; parece que este grupo se originó a finales del periodo cretácico y, según indica el registro fósil, se extendió después con rapidez durante el cenozoico para formar el grupo actual de los mamíferos. Los insectívoros, grupo considerado como el orden más primitivo de mamíferos placentarios, son muy similares en aspecto a los primeros fósiles de placentarios.
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