Figura. Los primeros grandes anfibios paleozoicos

Los primeros grandes anfibios paleozoicos representados por numerosos temnospóndilos no deben confundirse con los anfibios del grupo corona. Lissamphibia, que reúne a ranas, salamandras y cecilias, aparece como una rama mucho más derivada y caracterizada por una notable reducción craneal. En cambio, muchos temnospóndilos conservaron la arquitectura pesada heredada de los primeros tetrápodos: cráneos anchos, aplanados, fuertemente osificados, con un extenso dermatocráneo, abundantes suturas y superficies externas frecuentemente ornamentadas. Géneros como Dendrerpeton, Eryops y Edops muestran variaciones sobre este patrón general, mientras otros linajes desarrollaron cráneos progresivamente más especializados para modos de vida acuáticos o terrestres.

La diversidad ecológica fue extraordinaria. Grandes formas como Mastodonsaurus, Metoposaurus y varios archegosauriformes fueron importantes depredadores acuáticos, provistos de mandíbulas largas, dientes cónicos y, frecuentemente, grandes colmillos palatales capaces de retener peces y otros tetrápodos. Otros temnospóndilos, especialmente pequeños dissorophoideos, ocuparon ambientes terrestres y probablemente consumieron principalmente artrópodos y pequeños vertebrados. La herbivoría estricta no parece haber sido característica importante del grupo; la mayoría de las formas conocidas fueron carnívoras, piscívoras o insectívoras. La variación del cráneo refleja esta diversificación, desde cabezas cortas y robustas hasta estructuras extremadamente anchas o elongadas asociadas con diferentes mecanismos de captura.

Estos tetrápodos estuvieron entre los primeros vertebrados que explotaron extensamente riberas, llanuras de inundación, pantanos, lagos y ambientes terrestres húmedos, aunque muchos continuaron dependiendo intensamente del agua para reproducción y desarrollo larvario. Su historia tampoco terminó con una única extinción: numerosos linajes desaparecieron durante las crisis del Pérmico, pero los temnospóndilos sobrevivieron y experimentaron una nueva radiación durante el Triásico. Algunos persistieron incluso mucho después, como Koolasuchus en el Cretácico temprano. Así, su evolución constituye una extensa radiación paralela y parcialmente ancestral respecto del origen de los lisanfibios modernos.