В течение эволюции экологические ниши голосеменных растений расширялись благодаря нескольким факторам: 12

1. Редукция гаметофитов. 12 Из самостоятельных зелёных растений гаметофиты превратились в органы спорофита и оказались под его защитой. 12 Это повысило эффективность воспроизводства. 12
2. Независимость репродуктивного цикла от капельно-жидкой воды. 12 Это позволило совместить разноспоровость с наземным образом жизни, что ускорило темпы эволюции и расширило экологическую нишу. 12
3. Появление семени. 12 Семя с надёжной оболочкой и запасом питательных веществ для зародыша стало универсальным органом полового размножения. 12

Благодаря этим факторам голосеменные распространились по всем широтам, в том числе стали обосновываться в достаточно сухих местах. 4

Расцвет голосеменных приходится на мезозойскую эру, которая характеризуется горообразованием, поднятием материков и иссушением климата. 4

С середины мелового периода на смену голосеменным постепенно приходят покрытосеменные. 4 Голосеменные в это время были оттеснены цветковыми в приполярные и высокогорные рефугиумы, где они не просто выживали, а вырабатывали адаптации к сухому и холодному климату. 1

С середины миоцена (15 млн лет назад) началось серьёзное похолодание, которое вызвало дальнейший рост разнообразия голосеменных, особенно на видовом уровне. 1 Считается, что именно в это время у голосеменных возникли многие принципиальные инновации: листопадность, ксерофитная структура листа, разнообразные адаптации к распространению семян животными. 1