而最早期、具坚硬头颅骨的羊膜动物也演化出另一独立的演化支，称为单孔亚纲。合弓动物的眼睛后方有一对窝孔，可减轻头颅骨重量，并提供颌部肌肉附着点，增加咬合力。单孔亚纲最后演化为哺乳类，因此被称为似哺乳爬行动物。单孔亚纲过去为爬行纲的一个亚纲，但目前为独立的合弓纲。
二叠纪.在石炭纪末期，合弓类、爬行类动物成为陆地优势动物。离片椎类、爬行形类仍然生存在水边，而合弓类盘龙目首先演化至较大的体型，例如基龙与异齿龙。在二叠纪中期，气候多次变迁，造成生态系统的改变，兽孔目取代盘龙目，成为陆地优势