Elpistostegalia

Le paléontologue et professeur suédois Per Erik AhlbergPer Erik Ahlberg identifie les traits suivants comme des synapomorphies pour les élpistostégaliens, tétrapodes inclus[2] :

• l'endocrâne (en) est articulé, la charnière formant le foramen du nerf profond. La kinésie crânienne est également visible dans le toit du crâne (en), entre les os pariétaux et les os post-pariétaux (en) ;
• la présence d'une ceinture scapulaire qui est assez petite ;
• la nageoire dorsale, anale et postérieure est soutenue par une plaque basale et trois radiales non articulées ;
• le squelette de la nageoire pectorale est composé d'os homologues à celles des tétrapodes (humérus, cubitus et radius), suivis d'une multitude d'os plus petits ancrant les rayons de la nageoire, le squelette de la nageoire pelvienne ayant même le fémur, le tibia ainsi que le péroné.

Une augmentation de la teneur globale en oxygène aurait permis l'évolution de grands poissons prédateurs capables d'exploiter les zones de marée peu profondes et les marécages en tant que superprédateurs[7]. Plusieurs groupes ont évolué pour combler ces niches, les plus réussis étant les élpistostégaliens. Dans de tels environnements, ils auraient été confrontés à une carence périodique en oxygène[8]. Dans des environnements aquatiques modernes comparables comme les lacs eutrophes peu profonds et les marécages, les poissons à poumons modernes et certains genres de poissons chats dépendent également de la source d'oxygène atmosphérique, plus stable[9]^,[10].

Étant des vertébrés d'eaux peux profondes, les élpistostégaliens ont développé bon nombre des adaptations de base qui permettent plus tard aux tétrapodes de devenir des animaux terrestres. Les plus importants est le déplacement de l'appareil de propulsion principal de la nageoire caudale vers les nageoires pectorales et pelviennes, et un passage à la dépendance aux poumons plutôt qu'aux branchies comme principal moyen d'obtenir de l'oxygène[4]. Ces deux éléments semblent être le résultat direct du passage à un mode de vie en eau douce, à l'intérieur des terres[11].

Les élpistostégaliens donne naissance aux tétrapodes durant l'Eifélien (Dévonien moyen inférieur), vers environ 395 millions d'années. Alors que les premiers stégocéphales prospèrent et se diversifient au cours des 30 millions d'années suivantes, les élpistostégaliens non stégocéphales disparaissent assez rapidement des archives fossiles datant du début du Frasnien, vers environ 380 millions d'années, laissant les tétrapodes comme les seuls survivants de leur lignée[12].