Ryby
Rozrost masy ciała i zwiększenie prędkości pływania wymagało usprawnienia mózgu i narządów zmysłów. Dobrze rozwinięty jest móżdżek, co wiąże się ze znaczną sprawnością ruchową ryb (w móżdżku znajduje się ośrodek koordynacji ruchów). Oczy są większe i przesunięte na powierzchnię głowy. Do parzystego narządu węchowego u ryb prowadzą już dwa otwory węchowe. Narządy węchu mają budowę typową dla kręgowców wodnych i tworzą parzyste, ślepo zakończone jamki położone nad otworem gębowym. W jamie gębowej znajdują się kubki smakowe będące narządem smaku.
Specyficznym narządem wszystkich ryb jest linia boczna. Otworki w łuskach prowadzą do podskórnego kanalika wyścielonego nabłonkiem zawierającym komórki zmysłowe. Narząd linii bocznej orientuje rybę o kierunku i sile prądów wody. Dzięki niemu ryba bez pomocy wzroku, rejestrując zmiany ciśnienia wody, wyczuwa obecność innej ryby lub innego poruszającego się przedmiotu, a odbierając odbicie fali, stwierdza istnienie przeszkody.
Płazy
Wraz z doskonaleniem się narządów zmysłów i narządów ruchu, postępowym zmianom ulega i system nerwowy. W stosunku do ryb silniejszemu rozwojowi ulega kresomózgowie oraz boczne części międzymózgowia. Mocno rozbudowane jest także śródmózgowie, w którego skład wchodzi duży płat wzrokowy (wiąże się to z doskonałym wzrokiem żab). Tyłomózgowie natomiast (ośrodek koordynacji ruchów) rozwinięte jest bardzo słabo - ruchy płazów są stosunkowo mało złożone. Pewien postęp zaznacza się też w narządach zmysłów, gdzie jako nowy nabytek pojawia się narząd Jacobsona - pełniący funkcję zmysłu węchu. Bardzo dobrze rozwinięte są oczy, zbudowane w sposób typowy dla kręgowców lądowych - mają ruchome powieki. Zabezpieczają one gałki oczne przed wysychaniem i urazami, zatem są wyrazem przystosowania do życia na lądzie.
Gady
U gadów lepiej rozwinięty jest także mózg, gdzie szczególnie dobrze wykształcone jest kresomózgowie, złożone z dwóch półkul pokrytych szarą substancją (korą mózgową). Rdzeń przedłużony (zamózgowie) jest charakterystycznie wygięty (w kształcie S), przez co zwiększa się jego powierzchnia. Narządy zmysłów - wzroku, słuchu i węchu - są sprawniejsze niż u płazów. Oczy gadów mają trzy powieki: górną, dolną i tzw. błonę migawkową. Akomodacja dokonuje się nie tylko dzięki zmianom położenia soczewki, ale także przez zmiany jej kształtu - co znacznie usprawnia nastawianie oka na różne odległości.
Ptaki
Ptaki górują nad gadami znacznie silniejszym rozwojem mózgu. Wiąże się to z lotem oraz wykonywaniem w czasie niego wielu złożonych ruchów. Doskonale wykształcony jest móżdżek, będący ośrodkiem koordynacji ruchów. Spośród narządów zmysłów najlepiej rozwinięte są oczy, mające zdolność podwójnej akomodacji - ostrość widzenia regulowana jest zarówno poprzez zmianę kształtu soczewki, jak i zmianę jej położenia względem siatkówki.
Ssaki
U ssaków nastąpił intensywny rozwój mózgu. Przejawem tego jest duża jego objętość w stosunku do wielkości ssaka oraz rozwój poszczególnych struktur mózgu. Najintensywniej rozwinęło się kresomózgowie, które swoimi półkulami przykryło międzymózgowie i śródmózgowie. Powierzchnia kresomózgowia, jest pofałdowana, a w korze mózgowej rozwinęły się ośrodki wyższych czynności nerwowych, takich jak pamięć i kojarzenie, które decydują o inteligencji ssaków. Dzięki temu ssaki potrafią uczyć się i modyfikować swoje zachowania w środowisku, w którym żyją. Ssaki w porównaniu z innymi kręgowcami mają dobrze rozwinięty móżdżek (jest on podzielony na dwie półkule o pofałdowanej powierzchni), co decyduje o stopniu rozwoju ośrodków odpowiadających za równowagę i koordynację ruchów. Od mózgu ssaków odchodzi 12 par nerwów czaszkowych.
Zauważalną tendencją rozwojową układu nerwowego zwierząt jest postępująca centralizacja struktur (tworzenie zwojów nerwowych i ośrodkowego układu nerwowego) i koncentracja głównych narządów tego układu z przodu ciała. Jednocześnie u poszczególnych zwierząt wzrasta liczba połączeń nerwowych. Układy nerwowe spełniają nadrzędną funkcje w organizmach zwierząt ponieważ:
· koordynują pracę narządów wewnętrznych,
· integrują działanie wszystkich układów i części ciała,
· kontaktują organizm z otoczeniem (umożliwiają odbieranie bodźców),
· umożliwiają reakcję organizmu na czynniki środowiska.
W rozwoju ewolucyjnym kręgowców zauważamy, że pojedynczy pęcherzyk mózgowy różnicował się najpierw na trzy, a potem pięć części mózgu. Ewolucja mózgu kręgowców polega na tym, że:
· najintensywniej rozwija się kresomózgowie, które już u płazów dzieli się na dwie półkule, u gadów tworzy na powierzchni korę mózgową i przykrywa od góry międzymózgowie, a u ptaków i ssaków zwiększa powierzchnie kory mózgowej przez wytwarzanie fałd i bruzd oraz dodatkowo zakrywa śródmózgowie,
· intensywnie rozrasta się tyłomózgowie (móżdżek), które u ssaków dzieli się na dwie półkule,
· odpowiednio progresywny rozwój przechodzi międzymózgowie, śródmózgowie i zamózgowie. Efektem tak zróżnicowanej ewolucji poszczególnych części mózgu jest większa koncentracja tego narządu, co ma wpływ na efektywność i szybkość jego funkcjonowania.
Nieodłączną częścią procesu ewolucyjnego jest wymieranie gatunków i większych grup systematycznych. Jest ono spowodowane tymi samymi czynnikami co rozwój ewolucyjny, a więc walką o byt i doborem naturalnym.
Ewolucja jest procesem postępowym, a postęp biologiczny związany jest z przeżywaniem grup najlepiej przystosowanych, w pełniejszy sposób wykorzystujących zasoby środowiska. Można zatem mówić o coraz doskonalszych sposobach przystosowania się organizmów i ich grup do określonych warunków, a także uważać, że każda aktualnie żyjąca forma jest w swoim typie szczytowym osiągnięciem dotychczasowej ewolucji.