傳統的觀點是：脊椎動物四肢的出現，其功能在於爬行和行走。近年來有一些新看法，認為魚類是先進化出四肢然後再登陸的。那麼最原始的四肢產生的依據是什麼呢？
有人認為，那些在淺泥水塘中生活的古魚類的四肢最初是用來支撐身體以便抬高頭部呼吸空氣。後來魚類才慢慢開始用四肢爬向陸地。四肢的功能實現了從支撐向爬行的轉化。有資料顯示，在美國賓夕法尼亞地層中對古魚類的肱骨化石的發現有助於解釋這一問題。據說該肱骨化石厚而扁平，因此肢骨和肩之間不可能有很多的運動，它隻能起到支起上半身的作用。
人類直立行走的由來
兩足直立行走是判斷人類區別於猿類的分界線。20世紀60年代前，作為人與猿的區別有兩個標誌：一個是兩足直立行走，另一個是會使用、製造工具。此後，由於發現黑猩猩等動物也能簡單地使用、製造工具，在學術界便把人與猿之間的分水嶺鎖定在能否兩足直立行走這一點上。於是，人類起源第一階段的代表便定為南方古猿，簡稱南猿。南猿不會製造薄片狀的石頭工具，腦容量也等同於大猩猩，但是，它們能直立行走，盡管走得還不太穩當。南猿有很多種，一般認為其中的阿法南猿向人類方向演化，其他類型都已滅絕。
1974年，著名人類學家D．約翰遜等人在非洲埃塞俄比亞的阿法窪地發現了南猿阿法種，它是一具女性個體，保存有近一半的化石骨架，取名為“露西”。由於缺少頭蓋骨，頭部的性狀不太清楚。有些人類學家認為，“露西是一個熟練的攀爬者，同時又是一個效率不高的兩足行走者”，體現了猿和人行走方式的結合。“露西”的生存年代在距今350萬年到290萬年間。
直立行走的作用是至高無上的。由於直立，上肢得到解放，為成功地使用和製造工具提供可能；由於直立，人類的身體和頭部的重心線大體一致，為腦量的增加和智能的提高奠定基礎；由於直立，人類昂首挺胸，喉部發達，為產生人類語言和擴展視聽能力創造條件。也由於直立，兩性關係逐漸優化，這為未來人類家庭的形成奠定了基礎。
為什麼古猿到了地麵能夠直立行走呢？為什麼它們不再回歸到地麵四足動物那種行為方式呢？這與它們長期的樹棲生活所形成的行為方式是分不開的。為此，有必要簡要地講一點靈長類的進化問題。故事發生在約6500萬年前。當時地球上被子植物組成的森林已經廣泛分布各地，一些體型小巧、以昆蟲為食的哺乳動物開始上樹。這些在樹林中生活的動物，主要以水果、傳播花粉的昆蟲為食。它們有的白天出來，有的夜間活動。
經過一代代長期的演變，習慣於樹棲生活。它們大多是靈敏的攀爬者。樹棲活動促成了上、下肢的分工。上肢以攀爬和？食為主。樹棲活動的特點，改變了地棲四足類那種與地麵平行的體位，開始“坐”起來了。它們在形態結構、生理功能和行為習性上都有了相應的變化。這些都為此後的地麵上站立、行走作了準備。
此外，J·斯特恩和R·薩斯曼關於人與猿的肌電研究，也對上述問題的解決提供了某些證據。我們知道，就肌肉的活動而言，直立行走與臀部肌肉的關係最為密切。他們的研究表明，當黑猩猩攀爬一根垂直的杆子，其肌肉活動的類型和人在地麵兩足直立行走時幾乎是相同的。雖然黑猩猩與人在直立行走時的姿勢有很大區別，卻利用同樣的肌肉來維持平衡。實驗結果顯示，從一個攀爬者成為一個步行者在肌肉活動方麵不需要作很大改造。雖然這隻是一家之言，然而可以斷定的是樹棲生活已經造就了上、下肢的分工，形態結構、行為習性已經與地麵活動的四足動物有了更大的區別，在某些方麵更適合於站立活動。此後，也有其他實驗研究證實，兩條腿行走比四條腿更省力。因此，當古猿重新下地後，就不可能回歸到它們的遠祖上樹前的狀態，而是沿著直立行走的方向演化。