Paleontologové studiem fosilií identifikovali dosud neznámé vymírání velké mořské fauny na konci pliocénu před 2,58 miliony let. Z mořských savců a ptáků, želv i žraloků se následujícího pleistocénu nedožilo 36% rodů. Konkrétně mořských savců zmizelo přes polovinu druhů, 43% mořských želv, třetina druhů ptáků a o něco méně než desetina druhů žraloků. I když nešlo o tzv.hromadné vymírání, při kterém během geologicky krátké doby vymizí více než tři čtvrtiny druhů, na podobu současné velké mořské fauny mělo významný vliv. Uvolněný prostor umožnil v následujícím geologickém období pleistocénu vývoj nových druhů, ke kterým patří např. lední medvěd (Ursus maritimus) , buřňáčci (rod Oceanodroma), tučňáci (rod Megadyptes) a velká řada dalších. Pliocénní rozmanitosti dosaženo nebylo.

Hromadných vymírání známe celkem pět: (1) v ordoviku před 443 miliony let, kdy vyhynulo 86 % druhů, (2) v devonu před 359 miliony let, kdy vyhynulo 75 % druhů, (3) v permu před 251 miliony let, kdy vyhynulo 96 % druhů, (4) v triasu před 200 miliony let, kdy vyhynulo 80 % druhů, a (5) v období křídy před 65 miliony let, kdy vyhynulo 76 % druhů. Na obrázku vidíme tučňáka nejmenšího (Eudyptula minor), fosilie jehož předků nacházíme až v pleistocenních vrstvách (foto Tanya Dropbear (originally posted to Flickr as Blue penguin) [CC BY 2.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0)], via Wikimedia Commons).