Owodniowce Pierwsze w pełni lądowe kręgowce były owodniowcami – ich jaja posiadały wewnętrzne błony płodowe, które umożliwiały rozwijającemu się embrionowi oddychanie i zapewniały mu środowisko wodne. Pozwoliło to owodniowcom na składanie jaj na suchym lądzie, podczas gdy płazy muszą składać je do wody (nieliczne tylko ich rodzaje, np. Pipa, wykształciły inne przystosowania pozwalające ominąć tę barierę). Pierwsze owodniowce pojawiły się w późnym karbonie, ewoluując z grupy Reptiliomorpha.
W ciągu kilku milionów lat rozróżniły się 2 ważne linie owodniowców: synapsydy (przodkowie ssaków) i zauropsydy (od których, jak już wspomniano, pochodzą jaszczurki, węże, krokodyle, archozaury oraz ptaki). Najstarsze znane skamieniałości tych grup datuje się na 320–315 MLT. Trudno jest jednak stwierdzić, kiedy dokładnie która z nich wyewoluowała, albowiem skamieniałości kręgowców z późnego karbonu są bardzo rzadkie, a pierwsze zwierzęta z tych grup mogły pojawić się wcześniej.