科学家通过对现生有颌和无颌鱼类的研究发现，它们的一个关键差别是单鼻孔和双鼻孔的差别。在现生的无颌类盲鳗和七鳃鳗中，鼻囊与垂体紧密结合在一起，只有一个鼻孔开向外面，而所有有颌类动物都具有两个独立的外鼻孔，其中成对的鼻囊位于脑颅的两侧，并完全跟垂体分离。所以，分子生物学家和发育生物学家们认为，颌的起源与有颌类的双鼻孔的起源是紧密结合在一起的，无颌类的两个鼻囊彼此分离并从垂体系统脱离出来，是颌起源的先决条件。
2011年，盖志琨、朱敏与英法等国科学家合作研究，发现了来自中国4亿年前志留纪的一种无颌类盔甲鱼。根据同步辐射X射线断层扫描和三维重建技术的结果显示，盔甲鱼的鼻垂体系统已经分裂，成对鼻囊位于口鼻腔的两侧，并已经完全脱离垂体管。也就是说，正是从这种鱼开始具备了进化成有颌类的重要基础。后来，它被命名为“曙鱼”，意为一条为有颌类起源带来曙光的鱼。
据邓涛介绍，有颌类的鱼进一步分化成了硬骨鱼和软骨鱼，而位于人类进化主线上的是硬骨鱼。2009年，朱敏团队在云南曲靖发现了迄今为止全球最古老的保存完整的硬骨鱼乃至有颌脊椎动物化石，也是志留纪唯一完整保存的有颌类，将最古老的近乎完整的硬骨鱼化石记录向前推进了约800万年。
来到陆地
鱼类离开水，是进化史上重要的转折点。最早的四足动物出现在大约3.7亿年前至3.5亿年前的晚泥盆世，它们是由硬骨鱼中肉鳍鱼进化而来的，是仍然保留某些鱼类特征的水陆两栖动物。
早在2002年，朱敏等国内外学者在宁夏发现距今大约3.55亿年的中国螈化石，取名“潘氏中国螈”。它拥有强健有力的肉质鳍和能够呼吸空气的肺，是一种即将离开水的奇怪两栖类。这是全球发现的第10种泥盆纪四足动物，是鱼石螈类化石在亚洲的首次发现，将亚洲地区四足动物的化石记录提前了近1亿年。
邓涛解释，据科学家推测，鱼类最早来到陆地可能是由于近岸地带水浅，容易受到污染，水质变差后，鱼类呼吸困难，必须跃出水面呼吸空气，于是，有些鱼偶然蹦到了陆地。由于原本用鳃呼吸的结构并不适合这种需求，肺就逐渐进化形成了。
