Die ersten Amnioten, wie die Casineria, sahen aus wie kleine Eidechsen. Sie entwickelten sich vor etwa 340 Millionen Jahren im Mississippischen oder Unterkarbon. Ihre Eier konnten auch außerhalb des Wassers überleben. Dadurch konnten sich die Amniozyten in Umgebungen mit weniger Wasser bewegen. Die Amniozyten bewegten sich über die Erde. Die meisten Wirbeltiere, die an Land leben, sind Amnioten, ebenso wie die meisten luftatmenden Tiere des Meeres.
Sehr früh in der Evolutionsgeschichte der Amnioten spalteten sie sich in zwei Hauptlinien, die Synapsidien und die Sauropsiden, die beide bis in die Neuzeit fortbestehen.
Das älteste bekannte fossile Synapsid ist Protoclepsydropsydrops von vor etwa 320 Millionen Jahren, während das älteste bekannte Sauropsid wahrscheinlich Paleothyris, in der Ordnung Captorhinida, aus der Epoche des mittleren Pennsylvania (vor etwa 306-312 Millionen Jahren) ist.
Eier
Man kann davon ausgehen, dass die Vorfahren der Amnioten ihre Eier an feuchten Stellen legten, da solche Tiere von bescheidener Größe keine Schwierigkeiten hätten, Vertiefungen unter umgefallenen Baumstämmen oder andere geeignete Stellen in den alten Wäldern zu finden, und die Trockenheit wahrscheinlich nicht der Hauptgrund für das Auftauchen der weichen Schale war.
Bei Fischen und Amphibien gibt es nur eine innere Membran, auch Embryonalmembran genannt. Bei Amnioten hat sich die innere Anatomie der Eizelle weiterentwickelt, und es haben sich neue Strukturen entwickelt, die sich um den Gasaustausch zwischen dem Embryo und der Atmosphäre sowie um die Abfallprobleme kümmern. Um eine dickere und widerstandsfähigere Schale wachsen zu lassen, waren neue Wege erforderlich, um den Embryo mit Sauerstoff zu versorgen, da Diffusion allein nicht ausreichte.
Nachdem das Ei diese Strukturen entwickelt hatte, ermöglichte eine weitere Verfeinerung den Amnioten, viel größere Eier in viel trockeneren Lebensräumen zu legen. Größere Eier ermöglichten größere Nachkommen, und größere Erwachsene konnten größere Eier produzieren, so dass die Amniote größer wurde als ihre Vorfahren. Wirkliches Wachstum war jedoch erst möglich, als sie aufhörten, sich von kleinen Wirbellosen als Hauptnahrungsquelle zu ernähren, und begannen, Pflanzen oder andere Wirbeltiere zu fressen oder ins Wasser zurückzukehren. Neue Gewohnheiten und schwerere Körper bedeuteten für die Amnioten eine weitere Evolution, sowohl im Verhalten als auch in der Anatomie.
