As cerca de 4.500 espécies de mamíferos atuais, isso mostra a grande
diversidade do grupo, pois ocuparam os mais diversos ambientes. Em
termos evolutivos, acreditam-se que todas as espécies atuais
compartilham um ancestral comum, que teria vivido há cerca de 210
milhões de anos.
Como resultado de uma irradiação adaptativa a diferentes hábitats e modos de vida, existem atualmente mamíferos terrestres e aquáticos, além daqueles que adquiriram a capacidade de voar, que só ocorre em mais dois grupos: o dos insetos e o das árvores. Dentre as várias características que lhes permitiram vantagens na competição com outros grupos, podemos destacar a presença de pelos e de glândulas sudoríparas, que atuam no mecanismo de termorregulação, garantindo a manutenção de suas taxas metabólicas (homeotermia). São também animais endotérmicos, isto é, o calor de que necessitam provém de seu metabolismo.
Outra importante e exclusiva característica do grupo são as glândulas mamárias, cuja secreção, o leite, garante a nutrição das crias. O desenvolvimento embrionário ocorre no interior do útero, pois a maioria dos mamíferos são vivíparos. As relações entre embrião e o corpo materno são desempenhadas por um novo anexo embrionário, a placenta, através da qual o embrião recebe alimentos, faz trocas gasosas e também pode eliminar seus produtos de excreção.
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