第四波的蕨类大发生约在一亿多年前，在此之前，地球上的陆地都相连，气候也相当温暖，因此植被并无地区性之分化；从此阶段起，因大陆漂移造成气候改变，进而影响植被之分化。植被分化造就更多的栖息空间，所有生物开始蓬勃发展，蕨类也不例外。开花植物大量出现,与地被层的蕨类产生了竟争。今天所见的较进化的薄囊蕨类多在此时出现。除了脱离水环境的控制之外，地球生命史上另一个重大突破，就是在大约二亿多年前植物界大量出现种子植物。种子可说是植物的小婴儿，被一个厚厚的硬壳保护，这个装置使得植物最脆弱的幼小生命，可以摆脱恶劣环境因子之干扰，等待适当的时机再破壳而出，其优势远大于单细胞、易受环境因子影响的孢子。因此，从二亿多年前开始，蕨类在森林结构中乔木层的优势地位逐渐被种子植物取代，之后蕨类植物只能在种子植物的隙缝中寻求发展，逐渐变成今天森林结构中的配角。当然，它的形态、外观与高度都与四亿至二亿年前的祖先截然不同，但在形态结构上仍有相关的蛛丝马迹可寻；所以说，今天蕨类植物所具有的各种形态、构造以及适应各种环境的生长方式，都是几亿年来演化的结晶。