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侏罗纪恐龙三叠纪晚期出现的一部分最原始的哺乳动物在侏罗纪晚期已濒于绝灭 。早侏罗世新产生了哺乳动物的另一些早期类型——多瘤齿兽类，它被认为是植食的类型，至新生代早期绝灭 。而中侏罗世出现的古兽类一般被认为是有袋类和有胎盘哺乳动物的祖先 。软骨硬鳞鱼类在侏罗纪已开始衰退，被全骨鱼代替 。发现于三叠纪的最早的真骨鱼类到了侏罗纪晚期才有了较大发展，数量增多，但种类较少 。侏罗纪的菊石更为进化，主要表现在缝合线的複杂化上，壳饰和壳形也日趋多样化，可能是菊石为适应不同海洋环境及多种生活方式所致 。侏罗纪的海相双壳类很丰富，非海相双壳类也迅速发展起来，它们在陆相地层的划分与对比上起了重要作用 。
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侏罗纪时期的海洋巨兽侏罗纪是裸子植物的极盛期 。苏铁类和银杏类的发展达到了高峰，松柏类也占到很重要的地位 。地层划分海相侏罗纪地层富含化石，特别是菊石类特徵明显，保存完全 。据此，1815年，英国的W.史密斯提出利用古生物化石划分、对比地层的见解 。1842年，法国的A.C.多比尼提出比统更小的年代地层单位阶，并命名了侏罗纪大部分阶名 。1856年德国的A.奥佩尔则提出较详细的菊石带划分 。侏罗纪地层正式划分为3统、11阶和74菊石带 。下侏罗统（里阿斯统）分为赫唐阶、辛涅缪尔阶、普林斯巴赫阶和托尔阶；中侏罗统（道格统）分为阿林阶、巴柔阶、巴通阶、卡洛阶；上侏罗统（麻姆统）分为牛津阶、基末里阶、提唐阶（伏尔加阶） 。详细的菊石分带为全球範围海相侏罗系的划分、对比提供了良好的基础 。在海相侏罗系顶界和统的划分方面，如今国际上仍未统一 。中国的侏罗纪地层以陆相沉积为主 。由于陆生生物演化速度和分布广度都不及菊石，所以陆相侏罗系的研究精度相对较低 。重大事件侏罗纪时发生过一些明显的地质、生物事件 。最大海侵事件发生于晚侏罗世纪末里期，与联合古陆分裂和新海洋扩张速率增强事件相吻合 。环太平洋带的内华达运动也发生于纪末里期，这可能显示联合古陆增强分裂与古太平洋板块加速俯冲事件之间存在着某种联繫 。晚基末里期起，海生动物中出现特提斯大区和北方大区的明显分开，反映古气候分带和古地理隔离程度的加强 。中侏罗世末的降温事件在欧亚大陆许多地方均有反映 。在波兰、西班牙中、上侏罗统界线层中发现了地内罕见的铱、锇异常，有人认为是地外小星体撞击地球的结果 。气候矿产这时候全球各地的气候都很温暖，涌入裂缝而生成的海洋产生湿润的风，内陆的沙漠带来雨量 。植物延伸至从前不毛的地方，提供分布广泛且数量众多的恐龙（包括最大型的陆上动物）所需的食物 。在他们的上空飞翔最早的小型鸟类；这些鸟类可能是由小型的恐龙演化而来 。海洋则是由大型、会游泳的新爬行类和已具[现代]线条的硬骨鱼类所共享 。气候较现代温暖和均一，但也存在热带、亚热带和温带的区别 。早、中侏罗世以蒸发岩、风成沙丘为代表的乾旱气候带出现于联合古陆中西部的北美南部、南美和非洲，侏罗纪晚期时扩展到亚洲中南部 。中国南部，早侏罗世时处于热带-亚热带湿润气候环境，中晚侏罗世逐渐变为炎热乾旱环境；中国北部，早、中侏罗世气候温暖潮湿，晚侏罗世温暖潮湿地区缩小 。环太平洋带的强烈构造变动与太平洋板块向周围大陆板块的俯冲密切相关 。伴随着构造运动的强烈岩浆活动形成了钨、锡、钼、铅、锌、铜、铁等矿产，成为太平洋金属成矿带主体部分 。生物概况恐龙时代侏罗纪是恐龙的鼎盛时期，在三叠纪出现并开始发展的恐龙已迅速成为地球的统治者 。各类恐龙济济一堂，构成一幅千姿百态的龙的世界 。当时除了陆上的身体巨大的迷惑龙、梁龙、腕龙等，水中的鱼龙和飞行的翼龙等也大量发展和进化 。陆地上的生物主要的草食性脊椎动物有原龙脚类和鸟盘目恐龙，以及类似哺乳类的小型爬行类 。但晚期，巨大的蜥脚类恐龙占了优势 。这些动物可以同时吃到高与低处的植物；龙脚类主要靠吞下的石头来磨碎食物 。大型的兽脚类猎食草食性动物；而小型的兽脚类，如腔骨龙类和细颚龙类等则追捕小型猎物，也可能以腐肉为食 。小型兽脚类：（三叠纪晚期）虚形龙（侏罗纪早期）虚形龙、合踝龙、快足龙（侏罗纪晚期）嗜鸟龙中型兽脚类：（侏罗纪早期）（侏罗纪中期）（侏罗纪晚期）大型兽脚类：（侏罗纪早期）双冠龙、三叠中国龙、时代龙、单脊龙、斑龙、冰脊龙（侏罗纪中期）单脊龙、斑龙、和平中华盗龙、永川龙、中棘龙、皮尔逖龙（侏罗纪晚期）单脊龙、异特龙、角鼻龙、依潘龙、食蜥王龙、蛮龙昆虫侏罗纪的昆虫更加多样化，大约有一千种以上的昆虫生活在森林中及湖泊、沼泽附近 。除原已出现的蟑螂、蜻蜓类、甲虫类外，还有蛴螬类、树虱类、蝇类和蛀虫类 。这些昆虫绝大多数都延续生存到现代 。植物智利松的近亲－针叶林，突出于树蕨、棕榈状拟苏铁类和苏铁类所组成的大层林 。地面上长满了蕨类和木贼所构成的浓密植被 。在侏罗纪的植物群落中，裸子植物中的苏铁类，松柏类和银杏类 。极其繁盛 。蕨类植物中的木贼类、真蕨类和密集的松、柏与银杏和乔木羊齿类共同组成茂盛的森林，草本羊齿类和其它草类则遍布低处，覆掩地面 。在比较乾燥的地带，生长着苏铁类和羊齿类，形成广阔常绿的原野 。侏罗纪之前，地球上的植物分区比较明显，由于迁移和演变，侏罗纪植物群的面貌在地球各区趋于近似，说明侏罗纪的气候大体上是相近的 。空中的生物具有皮质翅膀的翼龙类是空中的优势生物 。早期的鸟类也出现、最着名的就是始祖鸟，拥有与小型兽脚类相似的骨骼、牙齿和爪子，但也有长羽毛的翅膀和尾巴，并且能够飞翔 。空中生物与地面生物也会产生演化 。鸟类鸟类的出现则代表了脊椎动物演化的又一个重要事件 。1861年在德国巴伐利亚州索伦霍芬晚侏罗纪地层中发现的“始祖鸟（Archaeopteryx）”化石被公认为是最古老的鸟类代表；我国古生物学家在辽宁发现的“中华龙鸟（Sinosauropteryx）化石得到了国际学术界的广泛关注，为研究羽毛的起源、鸟类的起源和演化提供了新的重要材料 。伴随着鸟类的出现，脊椎动物首次占据了陆、海、空三大生态领域 。水中的生物伪龙类和板齿龙类都绝种，但鱼龙存活了下来，生活在浅海中的动物还有一群四肢己演化成鳍形肢的海鳄类和硬骨鱼类 。其他的海洋生物还有蛇颈龙和短龙 。到了晚期，鱼龙和海鳄类逐渐步向衰亡 。