本目最早出現於中泥盆世,經過中生代的進化,有幾個屬種延續至今。它們在泥盆紀的代表許多特徵已很特化,今天現生的某些屬種更加特化。從化石記錄來看,它們從來沒有很繁盛。它們是從魚類向兩棲類進化中一個不成功的旁支。本目的特徵是能用肺呼吸;原鰭型偶鰭長而弱,鰭內的基鰭骨縱向排成一列,輻鰭在其兩側羽狀排列;早期成員歪型尾,現代的成員圓型尾;大而圓形的齒鱗,牙齒特化為扇形齒板。
Dipterus是本目中最早的代表,其頭部骨骼數目減少,顱骨骨化弱相似後期的肺魚。我國南京龍潭晚泥盆世的五通組內發現過肺魚類的鱗片。
從Dipterus開始向肺魚進化中,晚泥盆世至古生代晚期出現的種類很多,它們主要表現為內骨骼的軟骨化和鰭的形態的變異。至中生代,出現的Ceratodus(角齒魚)可算是它的主幹發展中的代表,分布很廣。現代的Neoceratodus(澳洲肺魚)就是它的後裔,生活在昆士蘭的一些河流中,乾旱時能用單個布有血管的肺到水面上吸吸空氣,但不能離開水體而生活。而現生的Protopterus(非洲肺魚)和Lepidosiren(南美肺魚)則是肺魚進化中的旁支,它們的肉質偶鰭很弱,有二個肺,都生活於河流中,當旱季乾涸時,它們可以鑽到泥洞中用肺呼吸,得以繼續生存。
北方大陸上無現生的肺魚類,但很多地方發現肺魚類的主幹代表化石Ceratodus(角齒魚)。我國在四川廣元、威遠、江油和陝西神木侏羅紀的地層中發現角齒魚化石多種。此魚在上頜兩塊翼蝶骨上和下頜夾板骨上都著生有一塊大的三角形齒板,其上具有輻射狀排列的脊。茲舉Ceratodus szechuanensis(四川角齒魚)為例加以描述,齒板呈梳狀,均具有5脊,脊的交接中心(內角)幾乎成直角,直角的前臂是後臂長的2/3,兩脊之間形成清楚的谷,僅後一谷較窄淺。
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