差不多与有袋类起源的同时，从古兽类中还分化出了另外一种更具进步性的哺乳动物。它们从古老的爬行动物祖先的卵那里继承下来的尿囊膜与母亲的子宫内膜发生了接触，形成了它们特有的胎盘。从此，营养物质和氧气可以通过胎盘从母亲体内输入正在发育的胚胎和胎儿，保证了胎儿在母亲体内的正常发育。因此，当这种哺乳动物的幼仔出生的时候，它们比有袋类更加成熟，从而使它们将来的发育和成长更加有保障。这一进步性状的获得，使得它们在进入新生代以后在竞争中战胜了陆地上的几乎所有对手，发生了范围广阔的适应辐射，填补了恐龙等爬行动物灭绝以后地球上空出来的各个生态龛。正因如此，这种进步的哺乳动物被称为有胎盘类或真兽类，成为哺乳动物中最成功的一个次亚纲。 在骨骼结构上，真兽类也拥有一系列进步特征。 真兽类脑颅扩大，反映出比有袋类具有更高的智力。 真兽类牙齿进一步分化，基本齿式固定为上下颌每边各有3个门齿、1个犬齿、4个前臼齿和3个臼齿，用数字模式表示就是3-1-4-3。臼齿的形态则固定为三楔式模式及其各种变型。
所谓三楔式臼齿模式，就是上下臼齿呈反方向的三角形。上臼齿上的三个主要齿尖叫做原尖、前尖和后尖，前者位于牙齿的内侧，后两者位于外侧；此外，在上臼齿主要的齿尖之间还有两个中间的齿尖，即原小尖和后小尖。在下臼齿上，外侧的尖叫做下原尖，两个内侧的尖叫做下前尖和下后尖；在下臼齿的跟座上通常也有三个齿尖，外侧的称为下次尖，内方的称为下内尖，最后的一个，也就是在盆形的跟座最后部的齿尖称为下次小尖。 在许多比较进步的真兽类当中，在上臼齿后内角上还有一个第四主尖--次尖。在很多真兽类的臼齿上还有各种不同的脊或棱；在牙齿的边缘还有某些附加的小尖。 在真兽类当中，颌的动作造成上下臼齿间的相互运动有4种类型：（1）上下臼齿上这些尖的交错咀咬，以擒住和撕咬食物；（2）牙齿边缘或棱、脊彼此剪切，以切碎食物；（3）牙齿一定部分互相对压，以压碎食物；（4）相对齿面像磨粉机一样互相研磨，以磨碎食物。 可以说，真兽类哺乳动物在新生代之所以能够取得成功，大部分应当归功于交咬、剪切、对压和研磨四种作用对以三楔式臼齿为出发点的牙齿的适应辐射。
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