Граница между меловым и третичным периодами является одним из важнейших рубежей геологической истории.
Этому рубежу соответствует выдающееся по масштабу массовое вымирание организмов, в ходе которого исчезла, в частности, широко известная группа позвоночных животных — динозавров.
Как и в другие эпохи массовых вымираний, в конце верхнего мела прекратили свое существование разнообразные организмы, относящиеся к различным группам. Так, в частности, в это время исчезла значительная (может быть большая) часть видов морского планктона. Из четырех семейств планктонных фораминифер в конце верхнего мела вымерло три семейства, из 23 родов вымерло 17. В позднем мелу исчезло большинство семейств и родов существовавших тогда двухстворчатых моллюсков. В это время вымерли многие брахиоподы, остракоды, аммоноидеи, белемноидеи и другие беспозвоночные животные. Значительные изменения произошли в группе костистых рыб. Так, в частности, при переходе от Маастрихта к данию из 38 родов этих рыб сохранилось 8, из 50 видов — 11.
Приведенные выше данные взяты из интересной монографии, где высказаны соображения о закономерностях вымирания различных животных в конце мелового периода. Одно из этих соображений — указание на постепенность вымирания отдельных групп, объем которых в ряде случаев начал сокращаться задолго до конца мелового периода. Следует отметить, что это замечание не противоречит гипотезе о кратковременном характере вымирания, произошедшего в конце мезозойской эры. Как известно, при более или менее постоянных условиях внешней среды за достаточно длительные интервалы времени обычно происходят заметные колебания в числе видов (родов), входящих в высшие таксономические группы. Кратковременное массовое вымирание при прочих равных условиях может скорее уничтожить более малочисленные группы из-за менее универсального приспособления представителей этих групп к условиям окружающей среды.
Наряду с этим сокращение объема групп перед эпохой массового вымирания может в некоторых случаях иметь фиктивный характер и отражать недостаточную полноту палеонтологической летописи, о чем говорилось в предыдущем разделе.
Среди других замечаний, высказанных в монографии, следует отметить не вполне понятное утверждение, что «значительного вымирания телеостей на рубеже мела — палеогена не наблюдается», причем произошедшее резкое уменьшение числа родов и видов на этом рубеже (данные об этом уменьшении приведены выше) объясняется «плохой изученностью ихтиофауны нижнепалеогеновых отложений». Допуская наличие этого недостатка в изучении истории костистых рыб, следует считать, что достаточная изученность данной ихтиофауны должна или подтвердить, или опровергнуть вывод, следующий из имеющихся данных, которые приведены выше. Мнение, что этот вывод будет опровергнут, кажется малоправдоподобным из-за вымирания на рассматриваемом рубеже многих организмов, с которыми жизнь рыб тесно связана, в частности из-за вымирания многих видов планктона.
Особый интерес представляет вопрос о судьбе в эпоху данного вымирания представителей класса рептилий, которые в мезозойскую эру заняли множество экологических ниш и к числу которых принадлежали разнообразные наземные, морские и летающие животные. Среди мезозойских рептилий было много крупных и гигантских форм, некоторые из них были крупнейшими за всю историю Земли наземными животными.
По Колберту, в конце мелового периода существовало десять отрядов рептилий, из них в конце периода вымерло пять. Из составленной Колбертом таблицы видно, что в начале третичного периода сохранилось только 30 % семейств рептилий, существовавших в верхнем мелу.
Данные этой таблицы, возможно, несколько преувеличивают влияние массового вымирания на число семейств рептилий. Так, в частности, ихтиозавры, вероятно, вымерли до окончания мелового периода. Мнение о вымирании в конце этого периода многих семейств черепах разделяется не всеми исследователями. Однако не подлежит сомнению, что в конце мелового периода вымерли такие важнейшие группы рептилий, как динозавры, птерозавры, плезиозавры и гигантские морские ящерицы — мозазавры. Заслуживает внимания, что на границе мелового и третичного периодов ускорилось вымирание более древних форм крокодилов — мезозухий.
Данные о млекопитающих, более ограниченные по сравнению с материалами о рептилиях, не обнаруживают существенного изменения имевшихся групп на границе мелового и третичного периодов. Аналогичное заключение можно сделать и в отношении птиц, для которых имеется еще меньше палеонтологических данных.
Изучение материалов о смене фаун в конце мелового периода приводит к выводу о влиянии на эти фауны массового вымирания, происходившего на протяжении ограниченного времени. Даже самая осторожная оценка позволяет заключить, что в течение времени, не большего нескольких миллионов лет, исчезли многие перечисленные выше крупные группы организмов. Сколько-нибудь близкого по масштабам вымирания не происходило на протяжении любого другого сходного по длительности интервала времени в меловом периоде или палеоцене—эоцене.
Ограниченная точность датировок имеющихся находок и неполнота палеонтологической летописи не позволяют точно определить продолжительность эпохи вымирания по палеонтологическим материалам. Таким путем можно оценить только верхний предел этой продолжительности.
В результате событий, произошедших в конце мезозойской эры, фауна кайнозоя оказалась совершенно отличной от фауны предшествующего времени.