Động vật có vú

Ở lớp Thú (Động vật có vú), từ các loài thuộc bộ Đơn huyệt như tachyglossidae đến các loài thuộc bộ Linh trưởng như người, hải mã đều có cấu tạo gần như nhau.[145] Tỷ lệ kích thước hải mã so với cơ thể tăng lên đáng kể theo chiều hướng tiến hóa: bộ Linh trưởng tăng gấp hai lần so với bộ Đơn huyệt. Tuy nhiên, tỷ lệ kích thước hải mã lại không tăng nhanh như tỷ lệ kích thước tân vỏ não so với cơ thể. Do đó so với loài linh trưởng, hải mã ở loài gặm nhấm vẫn chiếm một phần lớn hơn nhiều trên lớp vỏ não. Ở người trưởng thành, thể tích hải mã mỗi bên não chiếm khoảng 3,0 đến 3,5 cm3 so với thể tích của tân vỏ não là 320 đến 420 cm3.[146]

Có mối quan hệ chung giữa kích thước hải mã và trí nhớ không gian. Khi so sánh giữa các loài, những loài có trí nhớ không gian lớn hơn thì thể tích hồi hải mã có xu hướng lớn hơn.[147] Sự khác biệt về giới tính cũng ảnh hưởng đến thể tích hải mã: ở những loài mà con đực và con cái có sự khác biệt rõ rệt về khả năng ghi nhớ không gian thì thể tích hải mã cũng có sự khác biệt.[148]

Động vật có xương sống khác

Các loài không thuộc lớp thú không có cấu trúc hải mã, nhưng chúng có cơ quan tương đồng với nó. Như các nội dung đã nêu ở trên, về bản chất, hải mã là một phần của vỏ não nguyên thủy (allocortex). Chỉ các động vật lớp Thú có vỏ não phát triển đầy đủ, nhưng áo não (pallium)[149] (cấu trúc nguyên thủy của hải mã) lại có mặt trong tất cả các động vật có xương sống, ngay cả ở những loài nguyên thủy như cá mút đá hoặc cá mixini.[150] Áo não thường được chia thành ba khu vực: trong, ngoài và sau. Áo não trong tạo thành tiền thân của đồi hải mã. Nó không giống với hải mã khi quan sát vì các lớp không cuộn lại thành hình chữ S hoặc được bao bọc bởi hồi răng, nhưng sự tương đồng biểu hiện nhờ ái lực hóa học và chức năng hoạt động mạnh mẽ. Hiện nay có bằng chứng cho thấy những cấu trúc giống như đồi hải mã này có liên quan đến nhận thức không gian ở chim, bò sát và cá.[151]

Chim

Ở các loài chim, cơ quan tương đồng đầy đủ đến mức hầu hết các nhà giải phẫu học đều gọi vùng áo não trong là "hải mã chim" (avian hippocampus).[152] Rất nhiều loài chim có kỹ năng nhận biết không gian mạnh mẽ, đặc biệt là những loài cất giữ thức ăn. Có bằng chứng cho thấy những con chim cất giữ thức ăn có cấu tạo hải mã lớn hơn các loại chim khác và nếu bị tổn thương hải mã sẽ ảnh hưởng bất lợi tới trí nhớ không gian.[153]

Cá

Ở các loài cá thì phức tạp hơn. So với các loại động vật có xương sống khác, ở phân thứ lớp Cá xương thật (chiếm phần lớn trong số các loài hiện có), não trước bị biến dạng: Hầu hết các nhà giải phẫu học thần kinh cho rằng não trước của các loài cá thuộc phân thứ lớp này, về bản chất, tựa như một chiếc tất lộn từ trong ra ngoài. Do đó, các cấu trúc nằm ở bên trong (bên cạnh não thất) đối với hầu hết các loài động vật có xương sống, lại được tìm thấy ở bên ngoài ở phân thứ lớp Cá xương thật và ngược lại.[154] Hệ quả là áo não trong (vùng "hải mã") của động vật có xương sống tương ứng với áo não ngoài của cá. Một số loại cá (đặc biệt là cá vàng) đã được chứng minh bằng thực nghiệm có khả năng trí nhớ không gian mạnh mẽ, thậm chí hình thành "bản đồ nhận thức" về khu vực chúng sinh sống.[147] Có bằng chứng cho thấy tổn thương áo não ngoài ảnh hưởng xấu tới trí nhớ không gian của cá.[155][156] Người ta vẫn chưa biết liệu áo não ngoài có vai trò tương tự ở các loài động vật có xương sống nguyên thủy hơn, chẳng hạn như cá mập và cá đuối, hay thậm chí là cá mút đá và cá mixini.[157]

Côn trùng và động vật thân mềm

Một số loại côn trùng và động vật thân mềm như bạch tuộc, cũng có khả năng học tập và điều hướng không gian mạnh mẽ, nhưng có vẻ hoạt động khác với hệ không gian của động vật có vú, vì vậy không lý do hợp lý nào để nghi ngờ chúng có nguồn gốc tiến hóa chung; cũng không có đủ sự tương đồng về cấu trúc não để xuất hiện chi tiết giải phẫu "giống như hải mã" ở những loài này. Tuy nhiên có đề xuất cho rằng thể cuống (mushroom bodies) của côn trùng có thể có chức năng tương tự như hải mã.[158]