Monotremes (monotremata) zijn een unieke groep zoogdieren die eieren leggen, in tegenstelling tot placenta zoogdieren en buideldieren, die jong leven geven. Monotremes omvatten verschillende soorten echidna's en het vogelbekdier.
Het meest opvallende verschil met andere zoogdieren is dat monotremes eieren leggen. Net als andere zoogdieren, doen ze lactaat (produceren melk). Maar in plaats van tepels zoals andere zoogdieren, scheiden monotremes melk af door borstklieropeningen in de huid.
Monotremes zijn langlevende zoogdieren. Ze vertonen een lage reproductiesnelheid. Ouders zorgen goed voor hun jongen en zorgen voor lange tijd voordat ze onafhankelijk worden.
Monotremes verschillen ook van andere zoogdieren doordat ze een enkele opening hebben voor hun urinewegen, spijsverteringskanaal en voortplantingskanalen. Deze enkele opening staat bekend als een cloaca en is vergelijkbaar met de anatomie van reptielen, vogels, vissen en amfibieën.
Er zijn een aantal andere minder opvallende kenmerken die monotremes onderscheiden van andere zoogdiergroepen. Monotremes hebben unieke tanden waarvan wordt gedacht dat ze onafhankelijk zijn geëvolueerd van de tanden die placenta zoogdieren en buideldieren hebben. Sommige monotremes hebben geen tanden.
Monotreme tanden kunnen echter een voorbeeld zijn van convergente evolutionaire aanpassing, vanwege overeenkomsten met de tanden van andere zoogdieren. Monotremes hebben ook een extra set botten in hun schouder (het sleutelbeen en het hoornvlies) die ontbreken bij andere zoogdieren.
Monotremes verschillen van andere zoogdieren doordat ze een structuur in hun hersenen missen die het corpus callosum wordt genoemd. Het corpus callosum vormt een verbinding tussen de linker- en rechterhersenhelft.
Monotremes zijn de enige zoogdieren waarvan bekend is dat ze elektroreceptie bezitten, een gevoel waarmee ze prooien kunnen lokaliseren door de elektrische velden die worden gegenereerd door de spiercontractie. Van alle monotremes heeft het vogelbekdier het meest gevoelige niveau van elektroreceptie. Gevoelige elektroreceptoren bevinden zich in de huid van de rekening van het vogelbekdier.
Met behulp van deze elektroreceptoren kan het vogelbekdier de richting van de bron en de sterkte van het signaal detecteren. Vogelbekdieren zwaaien hun hoofd heen en weer tijdens het jagen in water als een manier om naar prooien te zoeken. Daarom gebruiken platypussen tijdens het voeden hun gezichtsvermogen, reukvermogen of gehoor niet: ze vertrouwen alleen op hun elektroreceptie.
Het fossielenbestand voor monotremes is nogal schaars. Er wordt gedacht dat monotremes al vroeg van andere zoogdieren afweken, voordat buideldieren en placenta zoogdieren evolueerden.
Enkele monotreme fossielen uit het Mioceen-tijdperk zijn bekend. Fossiele monotremes uit het Mesozoïcum omvatten Teinolophos, Kollikodon en Steropodon.
Het vogelbekdier (Ornithorhynchus anatinus) is een vreemd uitziend zoogdier met een brede snavel (die lijkt op de snavel van een eend), een staart (die lijkt op de staart van een bever) en zwemvliezen. Een andere eigenaardigheid van het vogelbekdier is dat mannelijke vogelbekdieren giftig zijn. Een uitloper op hun achterpoot levert een mengsel van gif dat uniek is voor het vogelbekdier. Het vogelbekdier is het enige lid van zijn familie.
Er zijn vier levende soorten echidna's, genoemd naar een monster met dezelfde naam, uit de Griekse mythologie. Ze zijn de kortsnavelige echidna, de langsnavelige echidna van de heer David, de oostelijke langsnavelige echidna en de westelijke langsnavelige echidna. Bedekt met stekels en grof haar, voeden ze zich met mieren en termieten en zijn solitaire dieren.
Hoewel echidna's op egels, stekelvarkens en miereneters lijken, zijn ze niet nauw verwant aan een van deze andere zoogdiergroepen. Echidna's hebben korte ledematen die sterk en goed gekrabd zijn, waardoor ze goede gravers zijn. Ze hebben een kleine mond en hebben geen tanden. Ze voeden zich door rotte stammen en mierennesten en heuvels uit elkaar te scheuren en vervolgens mieren en insecten op te likken met hun kleverige tong.