由紅星新聞提供PETM中海洋生態遭受了最致命的打擊
在不到5000年的時間里，北大西洋的冷空氣和海水開始混合，水流的變化使海洋變暖。而更高的溫度加速了水中生物的新陳代謝，它們對食物的需求隨之增加。然而與之形成悖論的是，水溫越高，含氧量越少，這導致大量深海生物滅絕。簡而言之，溫暖的PETM時期將海洋生物置于一個艱難求生的境地：動物需要更多的食物來維持生存，而氧氣的缺乏則使生存環境更加惡劣，營養物質也持續匱乏，破壞了海洋食物鏈。
這段氣候變化的影響持續了近10萬年，一些生物因無法跟上變化而滅亡。比如，一種名為“底棲有孔蟲”的深海物種，便因這種變化出現了一次大規模的死亡。長期以來，底棲有孔蟲一直是許多小型海洋生物的主食，由于在化石記錄中大量存在，它們也是研究進化和滅絕的古生物學家的最愛。
科學家的研究發現，這段時期有超過35%的“底棲有孔蟲”滅絕，這是這一物種在過去9000萬年中唯一一次重大危機。古生物學家推測，它們的消失給海洋生態鏈造成了巨大影響。
逐漸“縮水”的哺乳動物
6600萬年前，在一顆小行星摧毀所有的非鳥類恐龍前，地球上最大的帶毛生物僅有11磅（約4.98千克）重，相當于美洲獾的大小。大約100萬年后，隨著新生態位被大規模滅絕所清除，最大的帶毛生物約和一只德國牧羊犬體型相當。
由紅星新聞提供駝鹿
動物們在溫暖的森林里繁衍生息，形成了食草動物、食肉動物、雜食動物等新形態。然而，在PETM時期的高溫下，一些動物體型開始縮小，這與生物學家在如今的哺乳動物身上發現的現象相似。例如，在寒冷的氣候中，駝鹿通常比南方的同類重約80磅（約36.28公斤）。
這是因為，動物體型越大，保持體內熱量的能力越強，相對于整體質量而言，體表暴露在自然環境中的比例越小，動物失去熱量的速度越慢。但在炎熱的季節，保暖就顯得不那么重要，排出多余的熱量成為了生存的關鍵，而小型生物的表面積與體重比更大，就更容易排熱。例如，一種被稱為Sifrhippussandrae的早期馬類，在PETM時期萎縮了近三分之一，而一種被稱為Cantiusabditus的早期靈長類動物，在PETM時期的中期至末期，體型變小了約10%。
昆蟲“求存”多樣性提升
與哺乳動物不同，對昆蟲而言，PETM時期無疑是個好時節，溫暖的氣候促使干燥的熱帶森林向北擴散。由于許多昆蟲屬于變溫動物（它們的體溫、生理需求與棲息地的氣候有關），氣候變暖為大量微小生物的出現打開了新大門。
由紅星新聞提供氣候變暖為大量微小生物的出現打開了新大門
這些證據都被保留在這個時期的化石之中。科學家稱，5000多塊來自PETM時期之前、期間和之后的植物化石顯示，昆蟲的數量和危害的多樣性都在上升。與此同時，對美國懷俄明州大角盆地進行的一項研究則顯示，這段時期留下的化石中，一半以上的樹葉都被蟲子破壞，較PETM時期之前或之后高出20%。
而現在，一部分昆蟲，如一些蚊子和蜱蟲等，已經在適應新的氣候環境，并向新的生活領域擴展。2019年的一項研究估計，到2080年，全球接觸蚊子傳播疾病的人數可能增加近10億。
物種“更替”速度極快
地球上，每分每秒都在發生著變化，一些物種走向滅絕，一些物種則在進化。古生物學家把新物種取代舊物種的速度稱為“更替”。來自古新世海洋遺跡的化石表明，在靠近地表的地方，“更替”過程在PETM時期以極快的速度發生。