硬骨鱼——真正的水域征服者
在泥盆纪中期，一些更为进步的硬骨鱼类出现了。它们骨骼中的一部分或者全部骨化成硬骨质。头骨的外层由数量很多的骨片衔接拼成一套复杂的图式，覆盖着头的顶部和侧面，并向后覆盖在鳃上。鳃弓由一系列以关节相连的骨链组成；整个鳃部又被一整块的骨片——鳃盖骨所覆盖。因此，它们在鳃盖骨的后部活动的边缘形成鳃的单个的水流出口。它们的喷水孔大为缩小，甚至消失。大多数硬骨鱼类由舌颌骨将颌骨与颅骨——舌接型的方式相关连。
这些硬骨鱼类的脊椎骨有一个线轴形的中心骨体，称为椎体；椎体互相关连，并连成一条支撑身体的能动的主干。椎体向上伸出棘刺，称为髓棘；尾部的椎体还向下伸出棘刺，称为脉棘。胸部椎体的两侧与肋骨相关联。
“额外的”鳍退化消失；所有功能性的鳍内部均有硬骨质的鳍条支撑。
体外覆盖的鳞片完全骨化。原始的硬骨鱼类的鳞较厚重，通常成菱形，可分为两种类型：一种是以早期肉鳍鱼类为代表的齿鳞，另一种是以早期辐鳍鱼类为代表的硬鳞。随着硬骨鱼类的进化发展，鳞片的厚度逐渐减薄，最后，进步的硬骨鱼类仅有一薄层的骨质鳞片。
原始的硬骨鱼类具有机能性的肺，但大多数后来的硬骨鱼类的肺转化成了有助于控制浮力的鳔。
1990年，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的余小波研究员在云南曲靖西郊发现了斑鳞鱼，当时把它鉴定为是一种生活在4亿多年前泥盆纪早期的原始肉鳍鱼类。肉鳍鱼类是硬骨鱼类大家族中的一支，硬骨鱼类的另一支是辐鳍鱼类。
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斑鳞鱼的进化位置 |
1999年4月，中科院古脊椎所的朱敏研究员通过对斑鳞鱼进一步研究发现，斑鳞鱼不仅可能是最原始的肉鳍鱼类，而且可能是整个硬骨鱼类最原始的代表。斑鳞鱼中保留的许多非硬骨鱼类特征填补了硬骨鱼类和非硬骨鱼类之间形态上的缺环。
泥盆纪中期，硬骨鱼类分化成走向不同进化道路的两大分支：辐鳍鱼类（亚纲）和肉鳍鱼类（亚纲）。
从总体上说，地球上所有生活在水里的动物没有任何一类取得了像硬骨鱼类这样的进化成功。即使是那些高度发展了的最完全的水生无脊椎动物，例如各种各样的软体动物以及中生代期间发展地很复杂的菊石类，也远远达不到硬骨鱼类对水生生活的那种适应程度。硬骨鱼类已经占据了地球上所有水域中的各种生态位，从小的溪流到大的河流、从大陆深处的小小池塘到各类湖泊、从浅浅的海湾到浩瀚大洋中各种深度的水域，到处都有硬骨鱼类在漫游。硬骨鱼类各个物种之间体形大小上的差别也很悬殊，有些小鱼永远长不到1厘米以上，而鮪鱼可以长得非常巨大。硬骨鱼类身体的形状和生态适应类型也是千差万别，各有千秋。而且，硬骨鱼类无论是物种数量还是个体数量都远远超过许多其它脊椎动物的总和。因此，硬骨鱼类才是地球上真正的水域征服者。
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