在古生代中期，鱼类中的四足形类已经预先演化出适应于陆地生活的肺和四肢，那么是什么力量让它们义无反顾地登上陆地呢？原来，在距今三四亿年前，地球上发生了十分剧烈的地壳活动。大片陆地从海洋中升了出来，并逐渐出现了淡水湖泊或河流，也造就了各种复杂的地形和气候变化。有的湖泊、池塘在炎热干旱的气候中日渐干涸，水中的有机物腐烂使水体严重缺氧，这对于在其中生活的鱼类是严峻的考验。有些鱼类灭绝了，而预先做好登陆准备的那些四足形类则登上了陆地，演化为真正的四足动物。
目前已知的泥盆纪四足动物以及与四足动物相似的鱼类化石都发现于泥盆纪晚期。它们主要生活在当时的劳亚古陆、冈瓦纳古陆的热带以及亚热带地区，生活环境包括海洋、潮汐带以及淡水区域。其中化石最完整、了解最详尽的`是发现于格陵兰东部的鱼石螈和棘石螈。最近10余年来，在英国、美国、俄罗斯、中国、澳大利亚、拉脱维亚和爱沙尼亚等地又相继发现了更多的泥盆纪晚期四足动物化石，其中包括比鱼石螈化石时代还稍早的埃尔金螈和奥氏螈化石。在中国宁夏发现的潘氏中国螈是这类动物的中国代表。这些发现表明，四足动物在泥盆纪晚期时就已经在地球的许多地方出现了。
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