Evoluzione
I Dipnoi più antichi, dal Devoniano iniziale, possedevano cranio e caratteristiche dentali che erano tipicamente dipnoidi ma avevano anche molte caratteristiche in comune con un altro gruppo sarcopterigi chiamato crossopterigi, come i celacanti. I Dipnoi erano abbondanti fino al Triassico (circa 251,9 milioni a 201,3 milioni di anni fa), dopo di che il loro numero diminuì.
Dipterus, uno dei più antichi pesci polmoni, aveva pinne pettorali e pelviche simili a quelle dei moderni pesci polmoni australiani, e sembra ragionevole supporre che anche le prime forme avessero polmoni funzionali paragonabili a quelli delle specie viventi oggi. Sezioni indurite di argilla, di forma cilindrica, sono state trovate in depositi risalenti ai tempi della Pennsylvania e del Permiano (circa 323,2 milioni a 251,9 milioni di anni fa). I resti della Gnathorhiza dipnoide, strettamente alleati alle specie africane e sudamericane esistenti, erano incorporati nell’argilla. La loro scoperta in tale ambiente suggerisce fortemente che questi dipnoidi passassero condizioni sfavorevoli sepolti nel fango.
Una linea evolutiva può essere rintracciata da Dipterus a Neoceratodus, il genere australiano esistente. Scaumenacia e Faneropleuron, forme comuni nel Tardo Devoniano (circa 382,7 milioni di anni fa-358,9 milioni di anni fa), esibivano una prima pinna dorsale molto ridotta (la prima pinna in avanti sul dorso); la seconda pinna dorsale era ingrandita e si era spostata ulteriormente verso la coda. I Lungfish del Permiano mostravano un’apparente fusione delle pinne lungo il dorso e il resto della linea mediana verticale. Questa pinna estesa rastremata fino a un punto sulla punta della coda e si verifica anche nei moderni pesci polmonati. Vari rami laterali sono emersi anche nell’evoluzione dei Dipnoi; tuttavia, nessuno di questi è sopravvissuto ai tempi moderni.
Alcuni scienziati sostengono che i comportamenti di camminare e delimitare comuni ai tetrapodi (vertebrati limbati e loro discendenti) si siano evoluti per primi nei pesci sarcopterigi. Citano come prova la capacità di un moderno pesce polmone africano, Protopterus annectens, di spingersi lungo un substrato, come il fondo di una piscina, usando le sue lunghe pinne per il supporto. Le pinne non contengono cifre, tuttavia l’animale può sollevare il suo corpo dal substrato piegandole per funzionare come appendici simili a piedi. L’animale impiega abitualmente un’andatura quadrupede; tuttavia, può anche adottare un’andatura bipede a volte. Poiché i tetrapodi sono nati da pesci sarcopterigi, la presenza di comportamenti di deambulazione e delimitazione nei pesci polmonari può essere la prova che questi tratti si sono evoluti prima dell’emergere dei tetrapodi.