ظهرت الأسماك في أوائل الديفوني، منذ 390 مليون سنة تقريباً، في المياه العذبة، وبدأ ذلك بالأسماك العظمية وتبعتها الأسماك الغضروفية إلا أنها بدأت تغزو البحار وتنتشر فيها في منتصف الحقب المتوسط Mesozoic. ومنذ البداية ترسخ خطان تطوريان استمدا أصلهما من الأسماك الشائكة:

ـ تمثل الخط الأول بشعاعيات الزعانف التي تعد أكبر صفوف الأسماك وتحتوي على 52 رتبة. وقد مرت هذه المجموعة في ثلاث مراحل تاريخية. في المرحلة الأولى ظهرت الأسماك الغضروفية العظمية اللامعات الغضروفية التي أصبحت بحكم المنقرضة في أواسط الكريتاسي، أي منذ 100 مليون سنة تقريباً، وبقي منها الحفش البحري والنهري، وسمك المجداف في المسيسيبي من أمريكة الشمالية، ويانغتسي في الصين، وبعض الأسماك المتعددة الزعانف في إفريقية. وفي أواخر الفحمي منذ 300 مليون سنة تقريباً ظهرت كاملات التعظم اللامعات العظمية التي انقرضت أيضاً في أواسط الثلاثي منذ 50 مليون سنة تقريباً. وبقيت منها مجموعتان في أمريكة الشمالية. أما المرحلة الثالثة فبدأت في أواخر الترياسي منذ نحو 190 مليون سنة عندما ظهرت مكتملات العظام التي وصلت إلى قمة التطور في الخمسين مليون سنة الماضية، وأعطت معظم الأسماك العظمية الحالية.

وتمثَّل الخط التطوري الثاني للأسماك العظمية بلحميات الزعانف التي ظهرت في أوائل الديفوني، وانبثقت عنها ذوات التنفسين الأسماك الرئويةوقوسيات الزعانف التي يعتقد أن البرمائيات قد اشتقت منها. ويوجد من ذوات التنفسين ثلاثة أجناس فقط تعيش في المياه العذبة. واحد منها Ceratodus في قارة أسترالية والآخرفي إفريقية والثالثفي أمريكة الجنوبية. أما فصِّيات الزعانف فكان يعتقد أنها منقرضة حتى تم اصطياد نموذج منها عام 1938 قرب رأس الرجاء الصالح، ثم وُجد نوع آخر يعيش مع النوع الأول في المحيط الهندي قرب جزر القمر، وتشكلت منهما مجموعة سميت شوكيات الجوف .

أما أوائل الأسماك الغضروفية فقد ظهرت في البحار، ممثلة بالأشلاقيات المتفرعة Cladoselachii، في أواسط الديفوني، لتزدهر وتتنوع في أواخره، ولتتخذ لنفسها أنماطاً مختلفة من الحياة، فظهرت كاملات الرأس التي تتمثل بقاياها اليوم بخرافيات Chimeras المياه العميقة، وصفيحيات الغلاصم التي ظهر منها في بدايات الجوراسي قبل 180 مليون سنة الأسماك الغضروفية المعروفة اليوم التي تضم أسماك القرش الأشلاقيات والشفنين skate المنبسط المفلطحات