二次的に水生化した四足動物

メソサウルスは、約2億9900万年前から2億7000万年前のペルム紀前期（シスウラリアン期）に生息していた小型水生爬虫類のグループです。メソサウルスは、より陸生的な祖先から水生生活に戻った、知られている最初の水生爬虫類です。 ^{[ 1 ]}ほとんどの著者は、成体は半水生であった可能性はあるものの、メソサウルスは完全に水生であったと考えています。^{[ 2 ]}

アルケロンは白亜紀に生息していた巨大なウミガメの一種で、現在は絶滅している。その小型の近縁種が、現代のウミガメとして生き残っている。

スッポン科は、口腔をリズミカルに動かすことで水中呼吸ができるカメ属の分類上の科であり、口腔には血液が豊富に供給される多数の突起があり、魚の鰓弁と同様の働きをする。 ^{[ 3 ]}これにより、長時間水中にとどまることができる。さらに、シナスッポンは水中呼吸中に尿素を排泄することが示されており、これは汽水域など淡水にアクセスできない場合に効果的な解決策となる。^{[ 4 ]}

有鱗目は爬虫類の中で最大の目であり、トカゲ、ヘビ、ミミズトカゲ類（ミミズトカゲ）などが含まれる。現生種と絶滅種を含め、水生有鱗類の例は数多く存在し、二次的に水生生活様式へと進化してきた。

恐竜と同時期に生息していたが、恐竜とは近縁ではないモササウルスは、ワニに似ていたが、海洋生活への適応がより強かった。科学者たちは、モササウルスの現存する近縁種がオオトカゲ^{[ 5 ]}なのかヘビ^{[ 6 ]}なのかについて議論を続けている 。モササウルスは、非鳥類恐竜と同じ6600万年前に絶滅した。

現代の有鱗類で、海でかなりの時間を過ごせるように独自の適応を遂げた種には、ウミイグアナやウミヘビなどがいる。ウミヘビは海洋環境に高度に適応しており、胎生で、陸上での活動はほとんどできない。彼らの適応の軌跡は、産卵のために陸に戻らなければならない原始的なラティカウダ属を観察することで明らかになる。

環状ウミヘビは、頭頂部に広がる血管網を利用して周囲の水から酸素を吸収し、水中呼吸ができる毒を持つウミヘビの一種です。 ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]}

これらの海洋爬虫類には、海へと回帰した祖先がいた。イクチオサウルスは、外見上はイルカに似ているが、イルカと同様に完全に適応し、卵を産む代わりに胎生で子を産むようになった。

ワニ形類は、ワニ類とその絶滅した近縁種を含む爬虫類のグループです。ワニ形類の多くは、すべてではありませんが、水生または半水生の生活を送っていました。メトリオリンクス科のグループは、四肢がひれに変化したり、尾びれが発達したり、滑らかで鱗のない皮膚^{[ 10 ]} 、おそらく胎生^{[ 11 ]}など、外洋での生活に極めて適応していました。

鰭竜類はペルム紀末の大量絶滅後まもなく陸生の祖先から進化し、三畳紀に繁栄したが、同紀末にはプレシオサウルス類を除くすべての鰭竜類が絶滅した。プレシオサウルス類は白亜紀-古第三紀の大量絶滅イベントで絶滅したが、このイベントは非鳥類恐竜を絶滅させたのと同じである。鰭竜類には、プラコドント類、ノトサウルス類、プレシオサウルス類、プリオサウルス類が含まれる。

暁新世（約6600万年前～5500万年前）には、古代のクジラであるパキケトゥスが川や浅い海で両生生活を送るようになりました。パキケトゥスは現代のクジラ、イルカ、ネズミイルカの祖先です。クジラ類は海洋生活に大きく適応しており、陸上では全く生きられません。その適応は、背側の噴気孔、ヒゲ板歯、水中でのエコーロケーションに使用される頭蓋の「メロン」器官など、多くの独特な形態的特徴に見られます。クジラに最も近い現存する陸生の近縁種はカバで、カバは時間の多くを水中で過ごし、その名前は文字通り「川の馬」を意味します。

ジュゴンとマナティーの祖先は、約4500万年から5000万年前の海で初めて化石記録に現れた。

化石記録によると、アザラシ科は1200万年から1500万年前、セイウチ科は約1400万年前に存在していた。両者の共通祖先は、それよりもさらに以前に存在していたに違いない。

ホッキョクグマは水中で過ごす時間よりも氷上で過ごす時間の方が長いものの、水泳（体脂肪率が高く、鼻孔を閉じることができる）、潜水、体温調節といった水生適応の初期段階を示しています。ホッキョクグマ特有の化石は約10万年前まで遡ることができます。ホッキョクグマは寒さから身を守るために、厚い毛皮と脂肪の層を持っています。

水生類人猿仮説の支持者は、人類の進化の一部には水生適応が含まれており、それが人間の無毛、二足歩行、皮下脂肪の増加、喉頭下降、胎脂、フード状の鼻、その他さまざまな生理学的および解剖学的変化を説明するとされている。この考えは、人類の進化を研究するほとんどの学者に受け入れられていない。^{[ 12 ]}