哺乳动物起源于兽齿类爬行动物，但不能确定是哪一类兽齿类动物。在兽齿类动物中，进步性质和原始性质交错存在，使得确定哺乳动物的直接祖先变得复杂。一些早期的兽头类动物具有许多原始特征，但它们的颞孔增大，并已经出现了哺乳动物式的趾式。然而，它们仍然保留了爬行动物的上下颌连接方式，即关节骨一方骨的连接。
尽管存在多种关于哺乳动物祖先的推测，如犬齿兽类、包氏兽类、鼬龙类、三列齿兽类等，但目前比较一致的看法是哺乳动物是多源的，即认为绝大多数的哺乳动物（其中有胎盘类占主要地位）起源于犬齿类，但在种类繁多的中生代哺乳动物里也有起源于其他兽齿类的。这表明哺乳动物的起源是一个复杂且多元化的过程，涉及到多个类群的进化和演变。
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