晚期古生代又叫“兩棲動物時代”，是指3.5億～2.2億年以前，包括石炭紀和二疊紀。在海陸變遷的新條件下，中期古生代出現的部分總鰭魚類，逐漸建立了適應陸地生活的生態結構，而演化成比較適應陸地生活的兩棲類。在泥盆紀晚期出現的兩棲類在晚古生代即迅速發展成為當時最重要的脊椎動物。
在泥盆紀的末期，當時某種肉鰭魚類的後裔，冒險從水中出來，爬上了陸地，成為最早的兩棲動物，從此，脊椎動物進入了一個與它們曾經居住了好幾百萬年的環境非常不同的環境。
脊椎動物登陸是一種意義更加重大的事件，也是一個更加困難的轉變。對脊椎動物來說，水和陸是兩種完全不同的生態環境。
從水生到陸生，首先要解決兩個關鍵性的問題：一個是呼吸問題；一個是運動問題。
魚類在水裏是用鰓呼吸的。但是鰓一離開水，鰓絲就會幹涸粘連，不能再起呼吸作用。
在現生的魚類中我們可以看到，除了用鰓呼吸以外，也還有許多輔助的方法來適應缺氧的條件，或者說是自然選擇保留下來的種種適應缺氧條件的有利構造。例如泥鰍和某些鯰魚能用腸子進行呼吸，淡水鰻鱺、黃鱔的滑溜溜的皮膚以及口腔黏膜都能起呼吸作用，鯰魚也有這種本領。多鰭魚（屬軟骨硬鱗魚類）、弓鰭魚、雀鱔（都屬全骨魚類）和肺魚都已經具有司呼吸作用的肺或鰾。
但是，盡管魚類中有不少種類已經有了呼吸空氣裏氧氣的本領，要真正擺脫水的環境還相差很遠。
要呼吸空氣裏的氧氣，不但要有發達的肺，而且要有相應的一套呼吸器官。一般魚類隻有外鼻孔，是一種嗅覺器官，卻和體腔不通。要用肺呼吸，還需要有內鼻孔，把外鼻孔和口腔、肺部連接起來。前麵我們提到過有一類魚叫內鼻魚類，包括肺魚類和總鰭魚類，就正具有這種內鼻孔，所以內鼻魚類在呼吸器官方麵是最適宜於陸上生活的。
這就是說，魚類要登陸，要過呼吸關，必須按照內鼻魚類的方向去發展呼吸器官。
魚類要登陸，不僅要過呼吸關，還要過運動關。
魚在水裏能夠劈波逐浪，來去倏忽。可是魚一上陸，就動彈不得，寸步難移。這是為什麼？原來魚在水裏沾了水的浮力的光，水的浮力把它的體重給抵消了。按理說空氣也有浮力，但是物體所受浮力大小和介質的比重成正比。空氣比重隻有水的七百五十分之一，所以空氣的浮力遠遠抵消不了魚類的體重。
這就是說，魚類要上陸，首先得有一種適當的器官去支持自己的體重，而且能夠帶動自己的身體在地麵上運動。這種器官在陸生脊椎動物身上就是四肢。
魚類中在這方麵得天獨厚的又是內鼻魚類，是內鼻魚類中的總鰭魚類。它們有發達的肉質偶鰭，可以對自己的身體起有力的支撐作用，而且鰭條的骨骼是分節的，這又為它們在支撐體重的同時移動身體提供了有利條件。
所以，魚類要登陸，要過運動關，必須按照總鰭魚類的方向去發展偶鰭。
總鰭魚雖然已經具備了爬上陸地的身體結構條件，但是如果它們沒有遇到被迫離開水的壓力，它們也寧願留在水裏。
正是由於泥盆紀晚期的地殼上升，氣候幹旱，使地麵上滿布著淺窄的小河和池塘；它們一到旱季，還會幹涸見底。那時候剛上陸不久的植物也大多生長在水邊，殘枝敗葉，落入水裏，腐爛發臭，並且大量消耗著水裏的氧氣。這就使水裏的魚類不是擱淺，就是缺氧。