Säugetiere traten erstmals im Mesozoikum auf. Sie entstammen vermutlich einer im späten Perm und der frühen Trias dominierenden Reptilienordnung, den Therapsiden. Die meisten Zoologen nehmen an, dass die unmittelbaren Vorfahren der Therapsiden so genannte Hundszahnsaurier (Cynodontia) waren, eine Gruppe hoch entwickelter, wahrscheinlich gleichwarmer Reptilien, die bereits eine Reihe von Säugetiermerkmalen aufwiesen. Von Bedeutung war insbesondere die Entwicklung eines deutlich effektiveren Kieferapparats, der sich durch einen kompakteren Unterkiefer und ein für die Kaumuskeln vergrößertes Schläfenfenster im seitlichen Schädel auszeichnete. Fossilfunde zeigen außerdem den schrittweisen Übergang zu dem für Säuger typischen sekundären Kiefergelenk. Manche Gattungen, z. B. Diarthrognathus, wiesen sowohl das für Reptilien typische als auch das sekundäre Kiefergelenk auf und werden daher als echte Brückentiere betrachtet. Ein so genannter sekundärer Gaumen, eine knöcherne Trennwand zwischen Mund- und Nasenraum, machte das Atmen mit vollem Mund möglich. Das Gebiss enthielt bereits verschiedene Zahntypen, und beim Schließen der Kiefer glitten die vorderen Zähne dicht aneinander vorbei, so dass eine bessere Scherwirkung erzielt wurde.
Die Unterscheidung der Säugetiere von säugerähnlichen Reptilien anhand von Fossilien ist nicht immer eindeutig, da Säuger neben ihren Zähnen hauptsächlich durch Weichteile und die in der Regel nicht nachweisbaren Haare charakterisiert sind. Die ältesten Fossilien, die als Säugetiere gelten, stammen aus Gesteinen der ausgehenden Trias bzw. des frühen Jura. Diese spitzmausartigen Tiere aus der ältesten Säugetierordnung der Triconodonta wurden im südwestlichen China, in Europa und in Südafrika gefunden. Sie ähnelten den heutigen Kloakentieren; wie diese legten sie Eier, Weibchen wie Männchen besaßen aber auch Milchdrüsen (nicht jedoch Brustwarzen), deren Sekret die geschlüpften Jungen aufleckten. Ihre großen Augenhöhlen weisen darauf hin, dass die Tiere nachtaktiv waren – vermutlich um räuberischen Dinosauriern auszuweichen. Sie jagten wahrscheinlich Insekten und andere kleine Wirbellose am Waldboden oder in Bäumen. Ihr Schädel war stabil und relativ groß; das Gehirn zeichnete sich durch besonders ausgeprägte Riech- und Hörlappen aus, die schon diesen primitiven Säugern gesteigerte Sinnesleistungen ermöglichten. Im vorderen Bereich des Schädels befanden sich zahlreiche kleine Öffnungen im Knochen: Dies dürften Durchtrittsstellen für Blutgefäße und Nervenbahnen gewesen sein, die in Verbindung mit Schnurrhaaren standen – ein weiteres Merkmal von Säugetieren.
Ebenfalls im Jura lebten die Arten der Säugetierordnung Docodonta. Dazu gehörte die im mittleren Jura vor 164 Millionen Jahren verbreitete, biberähnliche Spezies Castorocauda lutrasimilis. Dieser schnabeltiergroße Säuger, dessen Fossilien in China entdeckt wurden , besaß bereits ein Fell, hatte eine semiaquatische Lebensweise und ernährte sich wahrscheinlich von Fischen. Er war das größte bekannte Säugetier des Juras.
Zu Beginn der Kreide lebte vor mindestens 128 Millionen Jahren der bereits über einen Meter große und 12 bis 14 Kilogramm schwere Fleisch fressende Repenomamus giganticus, der zur Ordnung Triconodonta gehörte. Ein in China gefundenes Exemplar dieser Art hatte einen jungen Psittacosaurus-Saurier gefressen . Das erste bekannte höhere Säugetier, dessen Junge bereits in einer Plazenta heranwuchsen, ist die 125 Millionen Jahre alte, etwa zehn Zentimeter große Spezies Eomaia scansoria, die ebenfalls in China entdeckt wurde . Ungefähr ebenso alt ist Volaticotherium antiquus, das erste zum Gleitflug fähige Säugetier; auch dieser knapp gleithörnchengroße, Insekten fressende Säuger stammt aus China .
Während des Mesozoikums entwickelten Säugetiere in erster Linie ihre Zähne weiter und passten sich damit immer besser an verschiedene Ernährungsweisen an. Die Arten der Ordnung Multituberculata, der ältesten Pflanzenfresser unter den Säugetieren, brachten lange, sägeartige vordere Backenzähne hervor, mit denen sie nach Ansicht einiger Forscher hartschalige Samen aufschneiden konnten; andere Arten vergrößerten die Anzahl oder verfeinerten die Kronenstruktur ihrer Mahlzähne. Im gesamten Mesozoikum waren jedoch die Dinosaurier die dominierenden Landlebewesen, die eine Vielzahl ökolgischer Nieschen gebildet hatten. Erst 10 bis 15 Millionen Jahre nach dem Niedergang der Dinosaurier am Ende der Kreidezeit führte eine ausgedehnte adaptive Radiation der Säugetiere zu den heute lebenden, äußerst vielgestaltigen Formen. Aufgrund dieses sehr langen Zeitraums zwischen dem Ende der Dinosaurier und der Blütezeit der Säugetiere wird die frühere Sicht eines unmittelbaren Zusammenhangs zwischen dem Aussterben der Dinosaurier und der Vielfalt der Säugetiere heute in Frage gestellt; als wahrscheinlichere Ursache der adaptiven Radiation gilt eine Epoche der globalen Erwärmung .
Bildquelle:Landseer
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