Los monotremas («un agujero», refiriéndose a sus genitales) son miembros del Orden Monotremata, el más pequeño de tres grupos de mamíferos (los otros son marsupiales y placentarios), y el más lejanamente relacionado con otros mamíferos vivos. Los monotremas se separaron de otros mamíferos hace unos 150 millones de años. Por el contrario, los marsupiales y los mamíferos placentarios se separaron hace unos 90 millones de años.
Aunque los monotremas alguna vez fueron un grupo más grande, hoy en día solo constan de solo cinco especies: el ornitorrinco, el equidna de pico corto, el equidna de pico largo occidental, el equidna de pico largo de Sir David y el equidna de pico largo del este. Todos ellos solo se encuentran en Australia y Nueva Guinea, pero hay evidencia de que en un momento dado, los monotremas probablemente fueron globales en extensión. Algunos taxónomos proponen poner platypi y echnidnas en dos órdenes separados.
Los monotremas comparten muchas características de los amniotas anteriores, como los antepasados de los mamíferos: tienen un solo orificio para hacer todo su trabajo, una tasa metabólica baja para los estándares de los mamíferos y ponen huevos coriáceos, a diferencia de cualquier otro mamífero. Durante mucho tiempo, los monotremas se entendieron muy poco y se pensó que eran mamíferos «inferiores». En los tiempos modernos, los biólogos tienen una visión menos jerárquica del proceso evolutivo y consideran a los monotremas como un grupo más de adaptación entre los mamíferos.
La temperatura corporal de los monotremas es de aproximadamente 32 ° C (90 ° F), en relación con aproximadamente 35 ° C (95 ° F) para los marsupiales y 38 ° C (100 ° F) para los placentarios. Una temperatura corporal más baja significa que los monotremas se benefician de una menor necesidad de alimentos, pero también tienen menos energía disponible para potenciar sus músculos.
El modo reproductivo de los monotremas es un cruce interesante entre la puesta de huevos al estilo reptil (aunque no están más estrechamente relacionados con los reptiles que con otros mamíferos) y el vivipario de mamíferos convencional (nacimiento vivo). Ponen huevos, pero el huevo se retiene dentro del cuerpo de la madre y se le dan nutrientes por un tiempo. Como otros mamíferos, los monotremas están cubiertos por una capa de piel y producen leche para sus crías. Pero al carecer de pezones, los monotremas femeninos «sudan» la leche para sus crías de un parche especializado en sus vientres.
Los monotremas son un orden de mamíferos bastante misterioso y pequeño. Cuando se secuencia el genoma del ornitorrinco en un futuro próximo, arrojará más luz sobre este grupo y sus relaciones con los órdenes de mamíferos existentes.