Livet i verdenshavene
Marine udryddelser og nyttiggørelse
I havet skiller sig adskillige større tertiære biotiske begivenheder ud. Den største udryddelsesbegivenhed ved grænsen mellem Mesozoic og Cenozoic epoker, for 66 millioner år siden, påvirkede ikke kun dinosaurerne i de terrestriske miljøer, men også store marine reptiler, marine hvirvelløse faunaer (rudister, belemnitter, ammonitter, tweefald), planktoniske protozoaner foraminiferans) og planteplankton. Gendannelsen af den biologiske mangfoldighed efter denne begivenhed tog hundreder af tusinder til millioner af år, afhængigt af gruppen. Ved grænsen mellem Paleocen og Eocen blev mellem 30 og 50 procent af alle arter af dybhavsbenthiske foraminiferaner udryddet i en pludselig begivenhed forbundet med opvarmningen af de dybe oceaner. Den nutidige fauna i de dybe, kolde oceaner (den såkaldte psykrosfære) udviklede sig i den seneste del af Eocenen for omkring 35 millioner år siden. Dette var samtidig med en betydelig afkøling af dybe havområder på ca. 3–5 ° C (5,4–9 ° F). Overgangen mellem eocen og oligocen var også præget af adskillige udryddelsesbegivenheder blandt havfaunaer. Lukningen af Tethys-søvejen i det sene tidlige miocene for ca. 15 millioner år siden resulterede i forsvinden af mange af de større tropiske foraminiferaner kaldet nummulitider (store linseformede foraminiferaner), hvis levesteder spænder fra Indonesien til Spanien og så langt nord som Paris og London. Selvom efterkommere af nummulitider findes i dag i området Indo-Stillehavet, viser de langt mindre mangfoldighed.
De marine faunaer i det østlige Stillehav og den vestlige Atlanterhavsregion var ens i hele tertiærområdet indtil for ca. 3-5 millioner år siden. Forhøjelsen af den mellemamerikanske isthmus på det tidspunkt skabte en landbarriere mellem de to regioner, der i løbet af tertiæret resulterede i isolering af en fauna fra en anden og differentiering (dvs. "provinsialisering") mellem grupperne. Derudover kan tilstedeværelsen af isthmus have ført til miljøændringer i det vestlige Atlanterhav, der forårsagede høje udryddelsesgrader i gamle arter og oprindelsen af nye.
Stråling af hvirvelløse dyr
I verdenshavene fortsatte udviklingsmønstre, der var begyndt i kridttiden, og i nogle tilfælde accelererede de under tertiæren. Disse inkluderer den evolutionære stråling af krabber, benfisk, snegle og muslinger. En stigning i predation kan have været en vigtig drivkraft for udvikling i havet i denne periode (se samfundsøkologi). Mange grupper muslinger og snegle viser for eksempel øgede tilpasninger til at modstå rovdyr under tertiæret. Episoder med hurtig diversificering forekom også i mange grupper af muslinger og snegle under Eocene-epoksen og ved Miocen-Pliocen-grænsen. Efter udryddelsen af revbygningsrudisterne (store toskallede bløddyr) i slutningen af kridttiden var revbygningskoraller genvundet af Eocen, og deres kontinuerlige stratigrafiske optagelser med lav breddegrad er taget som en indikator for den tropiske persistens rige.
Store marine dyr
Cetaceans (hvaler og deres pårørende) optrådte først i den tidlige eocen, for omkring 51 millioner år siden, og menes at have udviklet sig fra tidlige artiodactyls (en gruppe klovdyr, der har et jævnt antal tæer). Hvaludvikling accelererede under Oligocen og Miocen, og dette er sandsynligvis forbundet med en stigning i oceanisk produktivitet. Andre nye marine former, der opstod i det sene Paleogene hav, var pingvinerne, en gruppe svømmende fugle og pinnipeds (en gruppe pattedyr, der inkluderer sæler, havløver og hvalrosser). Den største marine kødædende periode i perioden var megalodon (Carcharocles megalodon), en haj, der levede fra det midterste Miocen til det sene Pliocen og nåede længder på mindst 16 meter (ca. 50 fod).
