Grâce aux fossiles, il est possible de reconstituer la biodiversité du passé. En comparent la biodiversité reconstituée de deux époques géologiques différentes, on s’aperçoit que d’une époque à l’autre, certaines espèces ont disparu tandis que d’autres ont apparu. Ceci suggère que la biodiversité évolue au cours du temps.

La figure ci-dessous nous les espèces qui disparaissent et qui apparaissent au cours des temps géologiques :

Il y a –4,5 milliards d’années que la terre est. L’activité volcanique qui régnait au moment de sa formation permet la formation d’une atmosphère dite primitive riche en gaz carbonique oudioxyde de carbone. Au cours du refroidissement de l’atmosphère, la vapeur d’eau qu’elle contenait s’est condensée et à généré les océans dans lesquels la vie a apparu il y a moins de 4 milliards d’années. La photosynthèse permettra aux premiers organismes de se diversifier dans les océans. C’est bien plutard, il y a environ moins 600 que les algues et les premiers animaux pluricellulaires ont apparu. Ces animaux ne possédaient pas de colonne vertébrale.L’époque géologique du Cambrien, notamment  entre -540 à -500 millions d’années marque l’apparition des premiers vertébrés apparaissent. Dans les océans, il y a moins de 420 millions d’années que les premiers poissons à nageoires rayonnées ont apparues et 10 millions d’années plutard, les poissons avec un squelette cartilagineux.

Par la suite, les océans et l’atmosphère qui sont riches en dioxyde de carbone vont également s’enrichir en dioxygène et l’accumulation du dioxygène dans l’atmosphère sera à l’origine de la couche d’ozone nécessaire au développement de la vie sur terre. Ainsi, vont se succéder diverses apparition de la vie sur terre. Les premières plantes terrestres apparaissent vers -430 millions d’années, les premières plantes ligneuses vers -380 millions d’années, les premiers animaux vers -400millions d’années pour les arthropodes et vers -240 millions d’années pour les amphibiens, les mammifères -205 millions d’années, et les oiseaux apparaissent -150 millions d’années.