A evolución dos mamíferos a partir dos sinápsidos basais («réptiles mamiferoides») foi un proceso gradual que durou aproximadamente 95 millóns de anos, dende a aparición dos primeiros sinápsidos, como o Archaeothyris ou Clepsydrops, en Pensilvaniano^[1] até a aparición dos primeiros mamaliaformes como o Adelobasileus no andar faunítico Carniano.^[2] A liñaxe sinápsida diverxeu da liñaxe saurópsidos, que conduciría ós réptiles, ós dinosauros e ás aves, a finais do período Carbonífero, só vinte millóns de anos despois da formación do clado dos amniotas.

Os sinápsidos diversificáronse durante o Permiano, producindo formas tan célebres coma o Dimetrodon, Sphenacodon ou o edafosauro. Durante uns cuarenta millóns de anos, foron os animais terrestres dominantes, pero hai 251,4 millóns de anos^[3][4] a extinción do Permiano-Triásico pon remate ó seu dominio, levando á desaparición de todos os grupos de pelicosauros e de terápsidos. Despois desta extinción, que eliminou o 70% dos vertebrados terrestres, o grupo terápsido dos listrosauros recupérase e chega a exercer un dominio tan esmagador como nunca máis se volveu repetir na historia da Terra:^[5] Durante un tempo, o 95% dos vertebrados terrestres pertencían a este xénero.^[6] Porén, un acontecemento coñecido como cambio do Triásico abriu a porta ó dominio dos dinosauros e obrigou ós mamíferos a manter un perfil baixo durante os seguintes 160 millóns de anos.

Polo xeral, os mamíferos do Mesozoico eran pequenos, e a maioría só acadaban o tamaño dun rato. Os seus dentes indican que a meirande parte das especies alimentábanse de insectos e outros invertebrados, e a forma do seu cerebro e os seus órganos sensoriais indican un estilo de vida principalmente nocturno. Aínda se mantén a incógnita de porqué a maioría de mamíferos do Mesozoico conservaron un tamaño, unha fisioloxía e un xeito de vida relativamente homoxéneos, mentres que nun período de tempo evolutivamente moi curto (uns cinco millóns de anos) a comezos do Cenozoico coneguen unha importante variación de tamaño e alimentación. A causa disto adoita ser considerada a competición dos dinosauros, que mentres exerciron unha presión selectiva que impedía a evolución de mamíferos grandes.^[7] En tempos máis recentes fixéronse novos descubrimentos que amosan un grao de especialización máis alta dos mamíferos do Mesozoic. Castorocauda era cando menos parcialmente acuático,^[8] Volaticotherium estaba dotada de membranas para e Fruitafossor tiña adaptacións para comer insectos semellantes ás dos osos formigueiros.

As principais liñaxes de mamíferos do Cretáceo sobreviviron á extinción do Cretáceo-Terciario malia sufriren perdas en cantidade e en diversidade. Malia que os mamíferos comezaran a diversificarse trinta millóns de anos antes e que poucos grupos se diversificaron axiña despois da extinción, a desaparición dos dinosauros permitiulles finalmente converterse nos dominadores dos medios terrestres no Cenozoico. No época do Eoceno tivo lugo unha explosiva radiación adaptativa que deu orixe a gran parte dos grupos modernos de mamíferos, e no Mioceno, a fauna mamiferoide xa era moi semellante á actual. A finais do Plistoceno extinguíronse moitos mamíferos nun proceso posiblemente relacionado coa expansión dos humanos arredor do mundo.^[9] Estas extincións aínda duran hoxe en día: a Unión Internacional para a Conservación da Natureza e dos Recursos Naturais (IUCN) lista 514 especies (arredor dun 10% de tódolos mamíferos) en en perigo grave ou especie ameazada.^[10]

Filoxeneticamente, os mamíferos son os únicos sinápsidos aínda viventes.

Wikimedia Commons ten máis contidos multimedia na categoría:  Evolución dos mamíferos

• Evolución humana

• Mammal Evolution en BBC Science and Nature (en inglés)
• The Evolution of Mammals (en inglés)
• Évolution des mammifères : la controverse rebondit (en francés)