Що ж сьогодні думають вчені про прабатьків риб? Вони вважають, що це було примітивне безчерепних тварина - Acrania, не надто нагадувала рибу. У них, мабуть, не було ні парних плавників, ні справжньої голови і мозку, ні розвинених органів почуттів, ні зубів, ні щелеп, ні багато чого іншого, властивого сучасним рибам. Це й не дивно, оскільки в різних варіантах гіпотез предками риб вчені називають або кільчастих хробаків, або членистоногих, або голкошкірих. Різниця цих гіпотез також не повинно особливо дивувати, оскільки до цих пір немає ясності, в якій воді спочатку виникли риби - в морський, солоною або в прісній, а виявлення найбільш древніх викопних решток в дельтових відкладеннях річок може трактуватися в цьому аспекті двояко. У тілі стародавнього предка риб було вже й те, що безпосередньо пов'язує його не тільки з рибами, а й взагалі з усіма хордовими тваринами, - пружний опорний стрижень, покритий твердою оболонкою, або так звана нотохорда. Через багато мільйонів років це утворення еволюціонувало в хорду.
Вважається, що справжні рибообразние з'явилися близько 440 мільйонів років тому. Їх перші скам'янілі залишки виявлені у відкладеннях кінця ордовика - початку силуру. Вони ще не мали важливого для риб ознаки - щелеп, але вже придбали хрящуватий і щільний, у вигляді панцира або дрібних пластинок і шипиків, зовнішній скелет на передній частині тіла, лускату хвостову частину, а деякі - і подобу плавців. За сукупністю відомих нам ознак вони отримали назву біґосів панцирних рибообразних - Agnatha. Вони були малорухливі, вели придонний спосіб життя, відрізнялися істотним різноманітністю, окремі з них досягали довжини до метра і більше. Вони проіснували близько 100 млн. Років, але до кінця девону (т. Е. 360 мільйонів років назад) вимерли, залишивши про себе пам'ять тільки у вигляді висхідних від них по прямій лінії, але втратили на шляхах еволюції покритих зовнішнім панциром примітивних рибообразних - миксин і міног. Тільки здатність їх личинок глибоко ховатися в грунт, а дорослих особин вести паразитичний спосіб життя зберегли цих найдавніших істот до наших днів.
Понад 400 мільйонів років тому, тобто. Е. Перш, ніж зникли безщелепні панцирні рибообразние, почалося формування перших справжніх риб, які називаються вченими челюстноротих панцирними рибами - Placodermi. Ці риби залишалися відносно важкими і незграбними. Деякі досягали в довжину 10 м і більше. Вели вони малорухливий придонний спосіб життя. Голова і передня частина їх тіла були покриті твердим панциром з багатьох пластин, рухливо зчленованих лише між головною і туловищной частинами. У них уже були масивні окостенілі, зчленовані з іншим тілом щелепи, гострі зуби і дроблять зубні пластинки, що дозволяли розширити убогий до цього раціон харчування - активно хапати і розривати здобич, обкусивать рослини, ламати міцні раковини молюсків і панцири ракоподібних. З ними пов'язана перша спалах формоутворення риб в мілководних девонських морях, поява знайомих нам парних плавців, кісткових хребців, зябрових кришок і інших властивих справжнім рибам органів. Протягом близько 60 мільйонів років панцирні риби панували серед мешканців водного царства, але не змогли адаптуватися до нових умов і остаточно вимерли на початку кам'яновугільного періоду, приблизно 350 мільйонів років тому.
Така ж доля спіткала і представників своєрідної древньої гілки, що виділяється в групу челюстножаберних риб - Acanthodii, яка об'єднувала в собі ряд ознак, властивих всім наступним представникам риб. Ці риби вже мали костеніє хрящі в щелепах і хребті. Плавці підтримувалися потужними кістковими променями, багато хто мав на тілі гострі шипи для захисту від ворогів. Представники челюстножаберних зустрічаються в геологічних відкладеннях, що мають вік до 170 млн. Років, і остаточно зникають в нижнепермских відкладеннях.
Чи не змогли успішно вирішити проблему адаптації та переважна більшість виникли в девоні і карбоні хрящових риб - Chondrichthyes, які мали хрящової скелет. Однак панували в водах Землі протягом кам'яновугільного і пермського періодів (близько 120 млн. Років) види частково збереглися до теперішнього часу. Акули і скати (Elasmobranchii), глибоководні химери (Holocephali) не тільки дожили до нашого часу, але і залишаються в даному разі пануючими рибами морів і океанів. Ці риби не тільки широко відомі, але і вельми цікаві з усіх точок зору - тимчасової, просторової, еволюційної, анатомо-фізіологічної та т. Д. Тим більше що за останні 250 млн. Років ці істоти майже не змінили свій зовнішній і внутрішній вигляд. Деякі з них досягають довжини 20 м і ваги 4 т і більше. І все ж в сучасному світі риб не вони становлять більшість.
З нижнього девону (близько 400 млн. Років тому) були створені передумови для завоювання водного царства більш високоорганізованим кістковими рибами (Osteichthyes), що опинилися найбільш життєздатними. Вже з самого початку серед кісткових риб визначилися дві істотно різні групи, які за будовою плавників. Одна з них - Лопастепірі риби (Sar-copterygii), котрі володіли м'ясистим лопатями біля основи парних плавників, з яких, мабуть, природа почала конструювати пальцевидні кісточки. Друга - Променепері риби (Actinopterygii), які придбали віялоподібні плавники з жорстких і м'яких променів, з'єднаних шкірястими перетинками. З самого початку з лопастеперих риб виділяються дводишні риби (Dipnoi), які настільки сильно відхилилися від вихідної форми, що деякими вченими виділяються в окремий надзагін. Протягом близько 125 млн. Років вони були поширені дуже широко, але вже з пермського періоду почали поступово зникати і до теперішнього часу зберегли тільки окремих своїх представників в тропіках Південної Америки (лепідосирен), в Центральній Африці (протоптерус) і Австралії (рогозуб). Вперше ці риби були описані в середині IX ст. а спосіб їх дихання до цих пір викликає величезний інтерес, тому що поряд з зябрами у них є органи повітряного дихання, функціонально відповідні легким наземних хребетних. Інша група лопастеперих - кістеперие риби (Grossopterygii) - процвітала з середини девону і до кінця палеозойської ери (близько 150 млн. Років). Окремі з кистеперих риб, що жили в мілководних прісноводних водоймах, на якомусь етапі своєї еволюції ризикнули вийти на сушу. Невідомо, що змусило їх це зробити, але це сталося і, як вважає більшість вчених, призвело до появи в світі тварин земноводних істот, пізніше - незалежних від водного середовища плазунів, а від них - птахів, ссавців і, в кінцевому підсумку, людини.
Їх відрізняла наявність у них справжніх легких і здатність використовувати свої плавники при пересуванні по мулистому дну річок і озер, переживати суху пору року, зарившись в мул і інші особливості. Довгий час вважалося, що кістеперие риби також остаточно вимерли ще в палеозої. Однак в 1938 р біля узбережжя Африки була знайдена жива кистеперая риба - латимерія. Вчені виділяють особливу групу древніх лучеперих риб (Palaconisci), що з'явилися в середині девонського і збережених до середини крейдяного періоду (близько 250 млн. Років). Найбільший їх розквіт відноситься до триас-юрського і крейдяного періодів, але потім вони зникають, поклавши початок розвитку цілого ряду високоорганізованих лопастеперих риб.
З одного боку, це група хрящових ганоїдів (Chondrostei), що процвітали в крейдяному періоді, але дійшли до наших днів лише у вигляді прісноводних і прохідних осетрових, що населяють води північної півкулі, і веслоносов з річок Міссісіпі і Янцзи, а також многоперов (Polipteri), отримали деякий розвиток в третинний період і до теперішнього часу збереглися в невеликому числі в річках і озерах Африки. З іншого боку, древні Променепері поклали початок розвитку кісткових ганоїдів (Holostei) з більш досконалими плавниками, щелепним апаратом, формою тіла і іншими пристосувальними ознаками. Ще до згасання кісткових ганоїдів шляхом ряду поступових переходів від них на провідні позиції стали виходити справжні костисті риби (Teleostei), перші представники яких з'явилися близько 210 млн. Років тому (нижній тріас). До початку нашої ери костисті риби за різноманітністю далеко обігнали всіх інших риб і наземних хребетних. Сприяло цьому куди більш досконале, ніж у їхніх попередників, будова тіла: скелет і луска костистих риб виявилися ідеально пристосованими до швидкого і маневреному пересуванню в рідкому середовищі, щелепний апарат і скелет плавників позбулися архаїчних нагромаджень, череп отримав прогресивне окостеніння, місце розташування і форма плавників і хвоста створили оптимальні умови для прямолінійного руху і крутих поворотів. Серед костистих риб важливу роль зіграли мають найтісніший контакт з кістковим ганоїдів сельдеобразних риби (Clupeimorpha), які прямо або побічно виступають в якості вихідної групи для всіх інших. Спочатку вони з'явилися в ніжнемеловоє періоді (близько 137 млн. Років тому) і, пройшовши тривалий шлях еволюційного розвитку, дожили до теперішнього часу, утворюючи безліч різноманітних форм і видів сельдеобразних (Clupeiformes) і похідних від них лососеобразних (Salmoni-formes), щуковідних ( Esocoidei) і деяких інших сучасних груп риб, основна маса яких розвинулася в палеогені (67-25 млн. років тому).
Від стародавніх сельдеобразних риб на початку крейдяного періоду відбрунькувалися група коропоподібних (Cyprinimorpha). Спочатку вони з'явилися в прісних тропічних водах, звідки і розселилися по всіх континентах і вийшли в море. В даний час налічується понад 5 тисяч видів коропоподібних (хараціновие, електричні вугри, карповідние, сомообразние і ін.). Від стародавніх сельдеобразних, що мешкали в морських водах, ведуть свій початок вугроподібні (Anguilliformes) та інші риби. В кінці крейдяного періоду (близько 70 млн. Років тому) близькі до кісткових ганоїдів риби, що жили в арктичних морях, дали початок Треськообразниє рибам (Gadiformes), які в міоцені в міру похолодання поширилися далеко на південь і дали нову масову спалах видоутворення. Лише один з представників цієї великої групи риб - минь - пристосувався до життя в прісних водах (мабуть, близько 1-1,5 млн. Років тому). Одночасно з Треськообразниє з'явилися і типові колючеперие, або окунеподібних, риби (Рег-ciformes) - найбільш численні з нині живих костистих риб і широко поширені в прісних і морських водах всіх континентів і океанів (горбилевие, скумбрієві, тунцеві, різноманітні бички та ін.) . Останній спалах інтенсивного видоутворення і розселення риб сталася в міоцені (25-7 млн. Років тому) і в середньому пліоцені (6-4 млн. Років тому), коли вже остаточно сформувалася сучасна іхтіофауна Землі. Утворилися характерні для різних кліматичних зон морські та прісноводні іхтіологічні комплекси, одним з яких був прісноводний бореальний рівнинний комплекс, який охоплював великі області північної півкулі Землі. Надалі, протягом верхнього пліоцену і в плейстоцені, що склалася миллионолетней гармонія пристосувальних відносин була порушена чергуванням періодів похолодання, що супроводжуються заледенінням значних територій, і наступних за ними потеплінь аж до встановлення на цих територіях субтропічного клімату. В результаті цього утворився ряд нових фаун: європейська, далекосхідна, північноамериканська і ін.