Dwudyszne są grupą ryb mięśniopłetwych, jedyną, która charakteryzuje się posiadaniem płuc. Płuca te są zmodyfikowanym pęcherzem pławnym, który u większości ryb używany jest do zwiększenia wyporności podczas pływania, ale u dwudysznych absorbuje również tlen i usuwa metabolity. Wielu uczonych jest zdania, że płuca obecne były niegdyś u wszystkich ryb (z wyjątkiem spodoustych i bezszczękowców), później natomiast u niektórych (większość dziś żyjących linii ryb) uległy przekształceniu w pęcherz pławny, a u przodka czworonogów pozostały sprawne (stąd wzięły się i nasze płuca). Współczesne ryby dwudyszne w Afryce i Ameryce Południowej zdolne są przeżyć, kiedy zbiorniki wodne wysychają, zagrzebując się w mule i otaczając śluzowym kokonem. W ciągu tego czasu oddychają płucami, a nie skrzelami i dramatycznie ograniczają tempo metabolizmu. Ryby te mogą się wręcz utopić, jeśliby były przytrzymywane pod wodą bez możliwości oddychania powietrzem!
Kopalne kokony ryby dwudysznej Gnathorhiza znajdowane były w skałach z okresu permu, z wciąż znajdującą się w środku rybą, natomiast starsze, puste kokony znane są ze skał karbonu i dewonu. Najstarszą kopalną rybą dwudyszną jest Diabolichthyes z dolnego dewonu Yunnan (Chiny). Nie jest jasne, czy była to ryba morska, czy żyła w wodach słodkich, jak współczesne dwudyszne, bo znani są tacy i tacy przedstawiciele tej grupy.
Południowoamerykańska ryba dwudyszna, prapłaziec (Lepidosiren). To żyjący przedstawiciel dwudysznych. Jeśli przyjrzysz się uważnie, możesz dostrzec cztery filigranowe "płetwy" tej ryby, które są homologiczne do czterech kończyn lądowych kręgowców.
O ile znanych jest siedem rodzin kopalnych ryb dwudysznych, tylko dwie z nich przeżyły do triasu i żyją po dziś dzień. Trzy współczesne gatunki dwudysznych występują na trzech różnych kontynentach. Australijskim przedstawicielem jest Neoceratodus; w Ameryce Południowej żyje Lepidosiren, zaś Protopterus w Afryce. Największy z nich jest gatunek australijski, który może dorastać nawet do 1,8 metra. Chociaż Neoceratodus dzisiaj spotykany jest tylko w Australii, skamieniałości jego rodzaju oraz pokrewnego rodzaju Ceratodus znajdowane są prawie na całym świecie w warstwach mezozoicznych, co wskazuje, że ta grupa była niegdyś szeroko rozpowszechniona.
Dwudyszne uważa się za najbliższych żyjących krewnych czworonogów, z którymi dzielą wiele istotnych cech wspólnych. Należy do nich obecność szkliwa na zębach, oddzielenie płucnego krążenia krwi od krążenia obwodowego, cechy budowy czaszki i obecność czterech kończyn o podobnym jak u czworonogów położeniu oraz budowie. Jednakże debaty nad pokrewieństwami w obrębie dwudysznych wciąż trwają.
Poprzednio wspomniałem, że dwudyszne włączane są do szerszej grupy mięśniopłetwych. Ryby mięśniopłetwe (Sarcopterygii) stoją pod względem systematycznym właściwie na pograniczu ryb i czworonogów. Początkowo określeniem tym obejmowano wyłącznie "rybich" przedstawicieli grupy, ale odkąd stało się jasne, że czworonogi (Tetrapoda) wyewoluowały właśnie z Sarcopterygii, definicja grupy rozszerzyła się. Szczegółowe pokrewieństwa między wszystkimi Sarcopterygii wciąż są tematem dyskusji i istnieje na ten temat wiele konkurencyjnych hipotez. Poniższy kladogram prezentuje jedną z takich hipotez.
Najwcześniejsze ryby, u których miejsce płetw parzystych zajęły umięśnione kończyny znajdowane są jako skamieliny w pokładach dolnego dewonu, a z końcem tego okresu pojawiły się wszystkie ważniejsze linie. Te wczesne ryby mięśniopłetwe były szybkimi i sprawnymi pływakami o heterocerkicznej (niesymetrycznej) płetwie ogonowej, z płatem grzbietowym dłuższym niż brzusznym (epicerkicznej). U dziś żyjących mięśniopłetwych ogon jest jednak symetryczny, jakkolwiek zapis kopalny wskazuje, że ta zmiana nastąpiła niezależnie w obu grupach. Jedną z najważniejszych cech ryb mięśniopłetwych jest właśnie charakterystyczna budowa ich kończyn (płetw), które, inaczej niż u innych ryb, posiadają wewnątrz centralnie umieszczony trzonek, utworzony się z licznych kości i mięśni. Kończyny są niezwykle giętkie i potencjalnie możliwe do użycia jako podpora ciała na lądzie, jak ma to miejsce u ryb dwudysznych i czworonogów. Ponadto Sarcopterygii znane są z tego, że ich zęby pokrywa szkliwo.
