Палеозойская экосистема несколько отличалась от нашей. В первую очередь отсутствием ряда ниш, которые сейчас занимают крупные наземные позвоночные, например, крупных растительноядных и крупных хищников. Традиционно считается, что появление этих ниш совпадает с развитием амниот в пермском периоде. Первыми крупными растительноядными животными становятся казеиды и диадекты. Первые - это крупные синапсиды с маленькой головой и раздутым бочковидным телом, ходячая карикатура на любителей много поесть. Вторые - более пропорциональные и крепко сложенные создания, традиционно определяемые как рептилиоморфные амфибии, но с недавних пор их считают или ранними синапсидами, или побочной линией развития их предков. Появление крупных хищников обычно отводят к средней перми, когда появляются антеозавры. Более примитивные синапсиды - сфенакодоны и офиакодоны - традиционно рассматриваются как полуводные создания, питающиеся рыбой или амфибиями. Основанием для этого мнения служат находки ктенакантовых а