Archaeothyris var den tidigaste säkra synapsiden. Den levde i slutet av karbonperioden, för 306 miljoner år sedan.
Den hittades i Nova Scotia, på samma plats som Hylonomus och Petrolacosaurus, som liknar Archaeothyris, men troligen är sauropsider.
Protoclepsydrops är något äldre, men dess status som synapsid är oklar eftersom resterna är mer fragmentariska.
Utseende och anatomi: Fossil visar att Archaeothyris var ett relativt litet rovdjur, uppskattningsvis omkring 50 cm långt från nos till svans. Skallen var längre och smalare än hos många samtida amnioter och hade de karakteristiska dragen för synapsider: en enkel öppning i tinningregionen (en temporalfönster) nedanför hjässan, vilket gav plats åt större käkmuskler. Tänderna var differentierade med skarpare, konformade framtänder och tydligt större hörntänder (caniniforma tänder), vilket tyder på en kött- eller insektkost.
Rörelsemönster och livsstil: Byggnaden tyder på en marklevande, krypande livsföring med utåtriktade lemmar (en spridningsställning snarare än en upprätt gång). Den jagade sannolikt små ryggradsdjur, grova leddjur och insekter i de fuktiga sump- och skogsområden som dominerade landskapet vid den tiden.
Miljö och fyndplats: Fossilen kommer från kustnära och flodnära skogsmiljöer i slutet av karbon, ofta bevarade i lager av kolrika sediment där stora trädlika växter och sumpmarker fanns. Platserna i Nova Scotia (bland annat Joggins-områdena) är världsberömda för sina välbevarade fossillager från denna tid och har gett viktig information om de tidiga amnioterna.
Betydelse: Att Archaeothyris är en säker synapsid gör den särskilt intressant eftersom synapsid-linjen så småningom leder fram till däggdjuren. Studier av dess skalle, tänder och käkmuskulatur ger insikt i hur tidiga förstadier till däggdjurslika egenskaper utvecklades.
Jämförelse med andra tidiga amnioter: Trots yttre likheter med samtida sauropsider som Hylonomus och Petrolacosaurus skiljer sig Archaeothyris i viktiga anatomiska detaljer som tanduppsättning och tinningöppning. Fynd som Protoclepsydrops kan vara ännu äldre, men eftersom de är fragmentariska är deras exakta släktskap osäkert och Archaeothyris brukar därför ofta anges som den tidigaste säkra synapsiden.