Życie w oceanach
Wyginięcie i powrót do zdrowia
Na morzach wyróżnia się kilka głównych trzeciorzędowych wydarzeń biotycznych. Główne wydarzenie wymierania na granicy między erą mezozoiczną i kenozoiczną, 66 milionów lat temu, dotknęło nie tylko dinozaury środowisk lądowych, ale także duże gady morskie, fauny bezkręgowców morskich (rudyści, belemnity, amonity, małże), pierwotniaki planktoniczne (foraminiferans) i fitoplankton. Odzyskanie różnorodności biologicznej po tym wydarzeniu zajęło setki tysięcy do milionów lat, w zależności od grupy. Na granicy między paleocenem a eocenem wyginęło od 30 do 50 procent wszystkich gatunków głębinowych bentosowych foraminiferanów w nagłym zdarzeniu związanym z ociepleniem głębokich oceanów. Dzisiejsza fauna głębokich, zimnych oceanów (tzw. Psychosfera) ewoluowała w najnowszej części eocenu około 35 milionów lat temu. Towarzyszyło temu znaczne ochłodzenie głębokich wód oceanicznych o około 3–5 ° C (5,4–9 ° F). Przejście między eocenem i oligocenem było również naznaczone kilkoma zdarzeniami wyginięcia wśród morskich fauny. Zamknięcie wybrzeża Tethys w późnym wczesnym miocenie około 15 milionów lat temu spowodowało zniknięcie wielu większych tropikalnych foraminiferanów zwanych nummulitidami (duże foraminiferany w kształcie soczewek), których siedliska rozciągały się od Indonezji po Hiszpanię i aż na północ aż do Paryża i Londyn. Chociaż potomkowie nummulitidów można dziś znaleźć w regionie Indo-Pacyfiku, wykazują znacznie mniej różnorodności.
Fauny morskie we wschodnim Pacyfiku i zachodnim regionie Atlantyku były podobne w całym trzeciorzędu do około 3–5,5 miliona lat temu. Wyniesienie przesmyku w Ameryce Środkowej w tym czasie stworzyło barierę lądową między dwoma regionami, co w trzeciorzędu spowodowało izolację jednej fauny od drugiej i zróżnicowanie (tj. „Prowokalizację”) między grupami. Ponadto obecność przesmyku mogła doprowadzić do zmian środowiskowych na zachodnim Atlantyku, które spowodowały wysokie wskaźniki wyginięcia starych gatunków i powstanie nowych.
Promieniowanie bezkręgowców
W oceanach wzorce ewolucji, które rozpoczęły się w okresie kredowym, trwały, a w niektórych przypadkach ulegały przyspieszeniu podczas trzeciorzędu. Obejmują one promieniowanie ewolucyjne krabów, ryb kostnych, ślimaków i małży. Wzrost drapieżnictwa mógł być w tym czasie ważną siłą napędową ewolucji w morzu (patrz ekologia społeczności). Na przykład wiele grup małży i ślimaków wykazuje zwiększoną adaptację do odporności na drapieżniki podczas trzeciorzędu. Epizody szybkiej dywersyfikacji wystąpiły także w wielu grupach małży i ślimaków w epoce eocenu i na granicy miocenu-pliocenu. Po wyginięciu rudystów budujących rafy (duże małże dwuskorupowe) na końcu kredy koralowce budujące rafy zostały odzyskane przez eocen, a ich ciągły zapis stratygraficzny na małej szerokości geograficznej jest brany za wskaźnik trwałości tropików królestwo.
Duże zwierzęta morskie
Walenie (wieloryby i ich krewni) po raz pierwszy pojawiły się we wczesnym eocenie, około 51 milionów lat temu, i uważa się, że ewoluowały z wczesnych parzystokopytnych (grupa ssaków kopytnych posiadających parzystą liczbę palców u stóp). Ewolucja wielorybów przyspieszyła podczas oligocenu i miocenu, co prawdopodobnie wiąże się ze wzrostem produktywności oceanicznej. Innymi nowymi formami morskimi, które pojawiły się w późnych morzach paleogeńskich, były pingwiny, grupa pływających ptaków i płetwonogie (grupa ssaków obejmująca foki, lwy morskie i morsy). Największym morskim drapieżnikiem tego okresu był megalodon (Carcharocles megalodon), rekin, który żył od środkowego miocenu do późnego pliocenu i osiągał długości co najmniej 16 metrów (około 50 stóp).
