脊柱起源於

1、脊椎動物最早起源於哪裡?

淺海科學家對比研究了一些原始魚類，比如鯊魚和七鰓鰻（Petromyzon marinus），以及它們的無脊椎近親——海鞘等的基因組。此外，通過重塑人類和小鼠共有miRNA的獲得歷史，研究人員確定：脊椎動物miRNA革新率最高的時期發生在七鰓鰻等無顎魚（jawless fish）和鯊魚等有顎魚彼此分化之前，但在脊椎動物從無脊椎脊索動物近親（比如海鞘）中分化出來之後。

2、脊椎動物起源於？

科學家對比研究了一些原始魚類，比如鯊魚和七鰓鰻（Petromyzon
marinus），以及它們的無脊椎近親――海鞘等的基因組。此外，通過重塑人類和小鼠共有miRNA的獲得歷史，研究人員確定：脊椎動物miRNA革新率最高的時期發生在七鰓鰻等無顎魚（jawless
fish）和鯊魚等有顎魚彼此分化之前，但在脊椎動物從無脊椎脊索動物近親（比如海鞘）中分化出來之後。
Donoghue補充道，「這些新基因中大部分都是脊椎動物特有器官生長所必需的，比如肝臟、胰腺和大腦。正因如此，脊椎動物的起源和這些基因的起源在時間上是不一致的。」

3、陸生脊椎動物的肺起源於哪個胚層

外胚層。解來析：爬行類的自動物受精後不久，受精卵便開始進行卵裂（即有絲分裂），卵裂進行到一定時期，就形成了一個內部有腔的球狀胚，這叫囊胚，裡面的腔叫囊胚腔。囊胚細胞按照一定的次序運動，形成三胚層動物，三胚層繼續發育，外胚層發育。
A、爬行動物具有較為發達的肺，適於呼吸空氣中的氧氣，適於陸生；而蝗蟲用氣管呼吸也適應陸生環境．因此用肺呼吸，而且肺泡數目多，不是爬行動物是真正的陸生脊椎動物的主要原因．故此選項不正確；
B、爬行動物雌雄異體，體內受精，卵生，卵外有堅韌的卵殼保護，因此爬動物的生殖發育完全擺脫了對水的依賴．所以爬行動物才能成為真正的陸生脊椎動物．故此選項正確；
C、爬行動物的動、靜脈血混合程度小，提高了血液循環輸送氧氣的能力，與適應陸地生活沒有直接關系，故此選項不正確；
D、爬行動物皮膚有角質的鱗片，可以減少水分的蒸發適於乾燥的陸生環境；但不是適於陸生的主要原因．故此選項不正確．
故選B

4、無脊椎動物起源於什麼？

無脊椎動物
【基本介紹】

無脊椎動物（Invertebrata） 是背側沒有脊柱的動物，其種類數占動7a686964616f31333236373738物總種類數的95%。它們是動物的原始形式。動物界中除原生動物界和脊椎動物亞門以外全部門類的通稱。BBC主持人大衛·阿登堡爵士(Sir David Attenborough)所言：「如果一夜之間所有的脊椎動物從地球上消失了，世界仍會安然無恙，但如果消失的是無脊椎動物，整個陸地生態系統就會崩潰。」

【分類情況】
·分類依據
①無脊椎動物的神經系統呈索狀，位於消化管的腹面；而脊椎動物為管狀，位於消化管的背面。
②無脊椎動物的心臟位於消化管的背面；脊椎動物的位於消化管的腹面。
③無脊椎動物無骨骼或僅有外骨骼，無真正的內骨骼和脊椎骨；脊椎動物有內骨骼和脊椎骨。

1822年J．－B．de拉馬克將動物界分為脊椎動物和無脊椎動物兩大類。1877年德國學者E．海克爾將柱頭蟲、海鞘、文昌魚等動物與脊椎動物合稱脊索動物門，與無脊椎動物的各門並列，把脊椎動物在分類系統中降為脊索動物門中的一個亞門，與半索動物亞門（柱頭蟲），尾索動物亞門（海鞘）和頭索動物亞門（文昌魚）並列。70年代以來半索動物已獨立成門，由於後3個類群屬於無脊椎動物范疇，這樣無脊椎動物實際上包括了除脊椎動物亞門以外所有的動物門類，是動物學中的一個一般名稱，而不是正式的分類階元。

·種類劃分
無脊椎動物的種類非常龎雜，現存約100餘萬種（脊椎動物約5萬種），已絕滅的種則更多。它包括的門數因動物學的發展而不斷增加。由於對動物的各個方面研究得愈加詳盡，人們對其彼此間親緣關系的認識也愈加深入，因而各門的分類地位常有更動。
無脊椎動物中的門
現在一般把動物界分為十門
包括 原生動物門 多孔動物門 腔腸動物門 扁形動物門 線形動物門 環節動物門 軟體動物門 節肢動物門 棘皮動物門 脊索動物門有： 尾索，頭索，脊索，脊椎動物四個亞門.除脊椎動物亞門外其它的便都是無脊椎動物

【形態特徵】
無脊椎動物多數體小，但軟體動物門頭足綱大王烏賊屬的動物體長可達 18米，腕長11米，體重約 30噸。無脊椎動物多數水生，大部分海產，如有孔蟲、放射蟲、缽水母、珊瑚蟲、烏賊及棘皮動物等，全部為海產，部分種類生活於淡水，如水螅、一些螺類、蚌類及淡水蝦蟹等。蝸牛、鼠婦等則生活於潮濕的陸地。而蜘蛛、多足類、昆蟲則絕大多數是陸生動物。無脊椎動物大多自由生活。在水生的種類中，體小的營浮游生活；身體具外殼的或在水底爬行（如蝦、蟹），或埋棲於水底泥沙中（如沙蠶蛤類），或固著在水中外物上（如藤壺、牡蠣等）。無脊椎動物也有不少寄生的種類，寄生於其他動物、植物體表或體內（如寄生原蟲、吸蟲、絛蟲、棘頭蟲等）。有些種類如蚓蛔蟲和豬蛔蟲等可給人音帶來危害。

【身體結構】

【運動系統】
運動系統包括身體支撐和前進兩部分。

·骨骼
無脊椎動物沒有脊椎動物那一根背側起支撐作用的脊柱和狹義的骨骼。廣義的骨骼包括外骨骼，內骨骼和水骨骼三種。而無脊椎動物擁有的正是這三種骨骼。
外骨骼指的是甲殼等堅硬組織，如蝸牛的殼，螃蟹的外殼，昆蟲的角質層都屬於外骨骼。
內骨骼存在於脊椎動物，半脊椎動物，棘皮動物和多孔動物中，在內起支撐作用。多孔動物的內骨骼並不是中胚層起源的。棘皮動物的內骨骼是由CaCO3和蛋白質組成的，這些化學物晶體按同一方向排列。
水骨骼是動物體內受微壓的液體（無體腔動物的扁形動物也不例外！）和與之拮抗的肌肉，加上表皮及其附屬的角質層的總稱。無脊椎動物的主要骨骼形式。除了上述的軟體動物，棘皮動物和節肢動物外的其他無脊椎動物都擁有水骨骼。

·運動
無脊椎動物的運動方式有多種：
• 藉助纖毛的擺動前進
• 沒有剛毛，沒有環形肌的線形動物通過兩側縱肌的交替收縮實現的蛇行
• 有剛毛有環形肌有縱肌的蚯蚓的蠕動。這是通過不同節段縱，環肌肉交替收縮實現的
• 在海底沉積物中，通過膨脹身體某節段實現固定，身體的另外部分收細前鑽的星蟲
• 有爪動物的爬行
• 昆蟲的飛行

【排泄系統】
並不是所有的無脊椎動物都有排泄器官的。例如扁形動物，它們靠的是位於下表皮向內伸出的表皮突起的排泄細胞完成排泄的。而無脊椎動物常見的排泄器官則是原腎管和後腎管。

【神經系統】
無脊椎動物的神經系統沒有脊椎動物那麼復雜多樣。從最原始的神經細胞，到神經細胞集合成為神經節，到後來大腦的形成。其形式由彌散的神經網到有序的神經鏈，到中樞和梯狀神經系統的出現，也經歷了一個由簡單到復雜的過程。

感覺器官由刺胞動物的感覺棍（有視覺和重力覺），經過扁形動物頭部神經細胞群集形成的「眼」，到昆蟲的復眼和頭足動物，例如烏賊的眼（是由外胚層形成的！），解析度不斷上升。這更有利於動物逃避敵害和捕食。

【消化系統】
刺胞動物是桶形的，口和肛門是同一個開口。其消化系統被稱為胃管系統(Gastrovaskularsystem)，它和扁形動物分支的腸一樣，行使消化和運輸功能，因為它們沒有循環系統。
內寄生的線形動物廠已經退化，它們靠頭節吸取宿主小腸內的營養。
而大部分的真後生動物動物都有貫穿身體全長的消化管道，以及與之配合的消化腺和循環系統，行細胞外消化。消化管道通常由：口，咽，食道（有如蚯蚓者，它還有膨大的嗉囊），（肌肉）胃，腸和肛門。而雙殼綱動物甚至用鰓過濾食物。

【循環系統】
無脊椎動物不一定有循環系統，例如上述的刺胞動物，扁形動物，緩步動物和線形動物。而有循環系統的動物，又有如軟體動物的開放式循環系統（頭足動物的循環系統有向閉合式的趨向）和環節動物的閉合循環系統。在昆蟲和蜘蛛等動物身體里有的是血淋巴。
循環系統的任務是運輸。它將呼吸系統里的氧氣和消化系統的營養物質運輸到身體的其他地方，而將代謝廢物運輸到排泄器官。

【呼吸器官】
無脊椎動物和其他生物一樣，需要氧化能源物質獲得能量，這個過程需要呼吸系統提供氧氣。無脊椎動物最常見的呼吸器官是鰓。但昆蟲的呼吸器官卻是氣管，它們開口於體表的可關閉的氣門（Stigmen），往體內不斷細分，不經過循環系統直接將氧氣運輸到細胞的線粒體旁邊，非常有效的一套呼吸系統。

【生殖情況】
無脊椎動物的繁殖形式多樣。首先分為有性跟無性兩種。有些動物，如刺胞動物和寄生蟲線形動物，有世代交替現象。如果動物是雌雄同體，還會出現自體交配現象。
無性生殖常見的形式是出芽生殖。見於刺胞動物的無性世代。
有性生殖的特點是，生殖通過生殖細胞的結合完成。而生殖過程可以是由一者單獨完成，但更常見是兩個個體通過各自提供不同的交配類型的生殖細胞去共同完成。前者見於豬肉絛蟲，它後部性成熟的體節會受精於後一節體節。蚯蚓也會偶爾看到自身交配現象。
兩個個體交配時，雙方通常分別是雌雄異體的一方，（蚯蚓，蝸牛雖是雌雄同體，但它們的交配時卻只扮演一種性別角色）。無脊椎動物的交配形式可謂千奇百怪。蚯蚓交配雙方利用生殖帶(Clitellum)分泌的液體粘在一起。一方的生殖帶正對另一方生殖孔。一方的精子從雄性生殖孔排出，順著自身體表的自己精子溝到達對方精子袋(Receptaculum seminis)中被儲存，等待與對方的卵子受精。
雄性蠍子有一個特殊的生殖器官，叫精囊(Spermatophore)，內藏精子。它通過分泌物將精囊粘著在地上。雄蠍子與雌蠍子跳求愛舞，先用尾部掃動地面，引起雌蠍子注意。然後兩者雙螯相抵，互相牽拉。雄蠍子會用毒針蜇一下雌蠍子，並釋放少量毒素，以麻痹迷魂雌蠍子。然後雄蠍子播下精囊，牽拉雌性蠍子，使之腹部的生殖部位與精囊開口接觸，獲得精子。雌性在交配過程中會嘗試吃掉雄性蠍子。

而雄馬陸將精囊放置在高處，然後離開。雌馬陸後來會發現精囊並取走，然後發生受精過程。

環節動物的多毛綱，會使用裂殖生殖(Schizogamie)，即是脫離含有生殖細胞的身體部分，使之在水中完成受精。蝸牛身上有含CaCO3的 「愛情之箭」。交配雙方通過數次前戲，就是互相磨蹭（中途會因疲倦而休息），雙方達到興奮狀態。然後向對方射出「愛情之箭」，達到高潮，交換生殖細胞。

世代交替，以缽水母為例，水母(Mesa)會通過精卵融合的有性生殖方式，生育出水螅（Polyp）。水螅然後經過無性生殖，即旁支出芽分裂，經過疊生體和蝶狀幼體階段再次成為水母。

【發展歷史】
地球上無脊椎動物的出現至少早於脊椎動物1億年。大多數無脊椎動物化石見於古生代寒武紀，當時巳有節肢動物的三葉蟲及腕足動物。隨後發展了古頭足類及古棘皮動物的種類。到古生代末期，古老類型的生物大規模絕滅。中生代還存在軟體動物的古老類型（如菊石），到末期即逐漸絕滅，軟體動物現代屬、種大量出現。到新生代演化成現代類型眾多的無脊椎動物，而在古生代盛極一時的腕足動物至今只殘存少數代表（如海豆芽）。

【筆石介紹】
無脊椎動物筆石是奧陶紀最奇異而特殊的類群，自早奧陶世開始，即已興盛繁育，廣泛分布，有的固著，有的匍匐，有的游移，有的漂浮。奧陶紀的筆石主要是正筆石目的科屬，如對筆石（DIDYMOGRAPTUS）、葉筆石（PHYLLOGRAPTUS）、四筆石（TETRAGRAPTUS）、柵筆石（CLIMACOGRPTUS）等。

【相關學科】
動物學的一個分支學科。在動物分類中，根據動物身體中有沒有脊椎骨而分成脊椎動物和無脊椎動物兩大類。研究無脊椎動物的分類、形態、生理特點、地理分布、繁殖、進化等的科學，叫無脊椎動物學。無脊椎動物學中包括：原生動物學、蠕蟲學、昆蟲學、軟體動物學、甲殼動物學等。

【體溫問題】
因為無脊椎動物體內沒有調溫系統，隨外界溫度的變化，代謝速度也發生變化。直到高等的軟骨魚類，如鯊魚出現調溫機制，為溫血動物。真正意義上的恆溫動物應該從鳥類開始。

5、陸生脊椎動物的肺起源於哪個胚層？各胚層都發育成什麼？怎麼區分？

在三個胚層中，中胚層發育成的結構比較多。我們在記憶時只要記住外胚層和內胚層發育成的結構，餘下的全部為中胚層發育成的結構。

口訣：外表感神腺，內呼消肝胰，其餘為中胚層。

1.外胚層口訣：外（外胚層）表（表皮及其附屬結構）感（感覺器官）神（神經系統）腺（特指皮膚的附屬結構如汗腺、皮脂腺及唾液腺等）。

具體解釋：
外胚層由動物極細胞形成。皮膚的表皮極其附屬結構、神經系統和感覺器官由其發育而來。皮膚的表皮，表皮的延伸部分，如口腔黏膜、鼻黏膜等是由外胚層發育而來的。皮膚的附屬結構是指汗腺、皮脂腺及唾液腺等。神經系統包括腦、脊髓和它們發出的腦神經等，感覺器官主要是指眼、耳等。

2.內胚層口訣：內（內胚層）呼（呼吸道上皮）消（消化道上皮）肝胰（肝臟和胰臟）。

具體解釋：內胚層是由植物極細胞形成。呼吸道上皮和消化道上皮以及由消化道上皮特化而來的各種消化腺，如肝臟、胰腺、胃腺、腸腺等由其發育而來。呼吸道上皮是指咽、喉、支氣管、各級細支氣管的內壁表面的上皮，肺泡上皮也屬於呼吸道上皮。消化道上皮是指咽、食道、胃、小腸、大腸的內壁表面的上皮。

3.中胚層：其他的就是中胚層了。

具體解釋：（可以不看）：中胚層主要是由動物極內卷細胞形成的。骨骼和肌肉構成的運動系統、皮膚的真皮、整個循環系統、排泄系統、生殖系統及內臟器官的外膜等由其發育而來。循環系統包括心臟、血管以及在心臟和血管中流動的血液，造血器官——骨髓也是由中胚層發育而來的。淋巴管、淋巴器官也是由中胚層發育來的。排泄系統包括腎臟、輸尿管、膀胱等均是由中胚層發育而來的。

連起來記憶為：外表感神腺，內呼消肝胰，其餘為中胚層。

6、哺乳動物是最高等的脊椎動物，起源大約在多少年

自三抄疊紀晚期起，哺乳動物便開始登上大自然的歷史舞台。距今已有一億七千萬年的歷史了。但由於那時是恐龍等大型爬行動物的天下，哺乳動物十分弱小，在爬行動物的夾縫中艱難生存了1億多年，直到6500萬年前恐龍滅絕後，哺乳動物才獲得了廣闊的進

7、脊椎動物的物種起源：

高階元生物類別的起源歷來是進化生命科學的核心命題。包括人類在內的脊椎動物譜系總根底起源，涉及到脊椎動物兩大類群間的演化關系，因而不僅是學術界長期探索的一個焦點問題，也是大眾普遍關注的一個科學熱點。現代動物學從各個不同層次進行探索，取得了較為廣泛認同的脊椎動物起源分「四步走」的假說。該假說認為，在動物演化大樹的兩大基本分支譜系中，位於後口動物譜系頂端的脊椎動物與原口動物譜系沒有直接聯系，它根植於後口動物脊椎系的演化輪廓是：從最低等的後口動物棘皮動物和半索動物為始點，先後經由僅在尾部具有脊索的尾索動物和脊索縱貫全身的頭索動物，最後通過脊椎和頭部構造的出現，誕生出該譜系的終端產物脊椎動物。然而學術界的共識是，這一基於現代動物學信息間接推測出來的假說到底是否可靠，還必須得到真實歷史資料的檢驗、修正和補充。
要在古生物學上進行有效的脊椎動物起源研究，應該以現代動物學信息為重要線索，在盡可能靠近脊椎動物起源的「源頭」時段探尋時做好兩件工作：首先是力求發現最古老、最原始的脊椎動物，接著便是以這些脊椎動物始祖為起點，向前逐步追溯它們在無脊椎後口動物中的完善的祖先序列。我國保存了五億三千萬年前的眾多精美後口動物軟軀體構造化石的澄江化石庫，恰好靠近這樣的「源頭」。為中國學者揭開這一謎團提供了一個難得的機遇。
1999年昆明魚和海口魚的發現被英國《自然》雜志評論為「逮住第一魚」，為難題的破解投進了一縷曙光。2003年初，舒德乾等人再度在《自然》雜志著文，他們通過對數百枚海口魚標本的深入研究，揭示出它們一方面已經開始演化出原始脊椎骨和眼睛等重要頭部感官，另一方面卻仍保留著無頭類的原始性器官，從而證實了它們不僅是已知最古老的脊椎動物，而且還屬於地球上一類最原始的脊椎動物。早期後口動物的系列性發現，不僅與現代動物學關於脊椎動物起源分「四步走」假說相一致，更重要的是添加了比這「四步走」更為原始的「第一步」，從而首次提出了脊椎動物起源至少分「五步走」的新假說。這些始見於澄江化石庫地層最底部的「第一步」動物群古蟲類和雲南蟲類，是一些創生出咽腔型鰓系統的原始分節後口動物，極可能代表著學術界期盼已久的原口動物和後口動物分節的共同祖先與由於軀體特化而喪失分節性的後口動物（包括棘皮動物和半索動物）之間的過渡類型。十分有趣的是，盡管它們由於咽鰓的出現而引發了動物體在取食、呼吸等新陳代謝方式的重大革新而成為真正的後口動物，但其軀體卻仍保留著其祖先的分節性特徵。舒德干解釋說：「實際上，既出現創新特徵又繼承祖先某些原始性狀的鑲嵌演化是生物界一種十分常見的現象。」
在這分「五步走」的演化系列中，「第一步」的動物類群十分奇特：對1400多枚海口蟲標本進行比較解剖學研究表明，它們不僅缺少脊索構造，而且在皮膚、肌肉、呼吸、循環、神經等器官系統上與脊索動物存在著根本區別；其中最為獨特的是其由6對外鰓組成的呼吸系統，這與較為高等的後口動物的內鰓迥然有別。海口蟲與同處「第一步」的古蟲動物門在軀體構型上卻相當一致：兩者皆明顯分節，而且軀體也都呈獨特的「雙重二分型」，即身體沿縱軸分為前體和後體兩大部分，而前體又被一個能自由擴張的「中帶」構造分為背、腹兩個單元。所不同的是，海口蟲兼具背神經索和腹神經索，這顯示出它比古蟲動物門稍略進步些，從而更靠近「第二步」中的半索動物。
舒德干指出，盡管我們提出了脊椎動物起源分「五步走」的新假說，但這仍只給出了一個演化輪廓，在其相鄰演化步驟之間仍缺乏中間環節的證據。
脊椎動物主要綱的起源時間（估計） 脊椎動物的綱 時期 起源的時間 有頜魚 奧陶紀 4.5億年前 總鰭魚 志留紀 4.1億年前 兩棲動物 上泥盆紀 3.7億年前 爬行動物 上賓夕法尼亞系 3.1億年前 鳥類 上三疊紀 2.25億年前 哺乳動物 下侏羅紀 1.45億年前

8、在雲南省澄江縣發現的海口蟲化石將脊椎動物起源的地質年代推前到寒武紀早期，被譽為「人類重塑地球生命史

雲南澄江抄化石群距今5.3億年，襲被譽為「20世紀最驚人的古生物發現之一」．寒武紀早期，種類繁多的多細胞動物突然在海洋里大量出現．澄江化石記錄了這段特殊時期生物群的全貌，成為迄今地球上發現的分布最集中、保存最完整、種類最豐富的『寒武紀生命大爆發』例證． 7月1日，在俄羅斯聖彼得堡召開的第三十六屆世界遺產大會上，雲南澄江化石群成功申報世界自然遺產，填補了中國化石類自然遺產的空白．這一天，距離澄江化石群在雲南省玉溪市澄江縣城以東的帽天山被發現，剛好28年．
故答案為：√

9、下列關於生命起源和進化的敘述錯誤的是（）A．原始生命是由非生命物質進化而來的B．脊椎動物的進化順

A、生命起源於非生命的物質，原始大氣（包括水蒸氣、氫、氨、甲烷等內）在高溫、紫外線以容及雷電等一些自然條件的長期作用下，逐漸形成了許多簡單的物，最終經過復雜的變化、漫長的時間在原始海洋里終於演變出原始的生命，A正確；
B、脊椎動物的進化歷程：原始魚類→原始兩棲類→原始爬行類→鳥類和哺乳類．B錯誤；
C、在研究生命的起源中，美國學者米勒模擬原始地球的條件設計了一個實驗裝置，將甲烷、氨、氫、水蒸氣等氣體泵入一個密閉的裝置內，通過火花放電，合成了氨基酸，證明了從無機物合成有機物是有可能的這一結論，C正確．
D、越是古老的地層中發掘的生物化石結構越簡單、低等，水生生物的化石越多；越是晚期的地層中發掘的生物化石結構越復雜、高等，陸生生物化石越多，因此，生物的進化經歷了從水生到陸生，從低等到高等，從簡單到復雜的進化歷程，D正確．
故選：B．

10、脊索和脊椎動物的起源

表在《科學》（Science，298，2157-2166，2002）期刊上的報告顯示，海鞘Ciona intestinalis基因組研究已由美國能源部附屬基因組研究所、加州大學柏克萊分校分子及細胞生物學系、京都大學動物系和日本的國家遺傳學研究所為首的，分布在五個國家的20多家研究單位合作完成。作為第七個基因組被破譯的動物，脊椎動物的無脊椎近親海鞘的基因組被定序，終於讓科學家有機會利用比較基因組學的方法，通過和人類或其它動物的比較，進一步了解人類大腦、心臟和神經及免疫系統等的起源和演化，並且更深入地了解脊索動物和脊椎動物的起源與演化。

柏克萊加大的遺傳學和發育學教授Mike Levine說道，海鞘在生物學家心中享有特別的地位，因為它提供了無脊椎動物和脊椎動物的演化聯系。當你看到其成體時，會以為那是簡單的動物，亞里士多德就以為它是軟體動物，但當你看到其胚胎發育，它顯然是復雜的高等動物，俄國生物學家Alexander Kowalevsky就認出了其幼蟲尾的脊索。它們是我們很古老的表親。

五億多年前，動物開始快速演化，成為三、四十個體制相異的門類，至今現生的動物界可以劃分為35個門。其中不具有脊椎（或脊索）的34個門統稱為無脊椎動物，而剩下的就是脊索動物門了。脊索動物有四個主要共同特徵：脊索（notochord）、背部中空的神經索（dorsal，hollow nerve cord）、咽裂（pharyngeal slit）和肛門後肌肉質的尾部（muscular postanal tail）。脊索動物又分為三個亞門：一是頭索動物亞門（Cephalochordata），又稱無頭類（Acrania），以文昌魚為代表；二是尾索動物亞門（Urochordata），又稱被囊類（Tunicata），例如海鞘，這兩類都是原始的脊索動物，不具有脊椎；第三個就是我們最熟悉的有頭類（Craniata）之一的脊椎動物亞門（Vertebrate），包括魚類、兩生類、爬蟲類、鳥類和哺乳類。

但脊椎動物卻走上了另一條不同的路子，與頭索動物及尾索動物相較，脊椎動物的神經系統前端特化成復雜的腦，以及與腦相關聯的感覺器官，如眼、耳、鼻等，對環境有更靈敏的反應能力；運動器官也更精巧，以配合感覺器官的改變；大腦外有顱骨保護、脊索演變為分節的脊椎、內骨骼保護著體內器官，這些特徵都使得脊椎動物比其它脊索動物更具環境適應力，使得脊椎動成為脊索動物這一門中，種類和數量最發達的一支。

化石記錄顯示，公認最早出現的脊椎動物是4.75億年前的奧陶紀的介皮類（Ostracoderms），它們在海洋中行底棲生活，身披厚重的外骨骼，沒有上下頷，也沒有胸鰭、腹鰭等可活動的偶鰭。與介皮類親緣關系最接近的脊椎動物是無頜綱（Agnatha）的盲鰻（Hag fishes）及八目鰻（lampreys），它們的脊椎還是軟骨質，是相當原始的脊椎動物。

到了3.95億年前的志留紀（Silurian）末期，地球上出現了一群具有上下頷的魚類，這是一項極重大的變革，使原本行過濾生活的脊椎動物成了活潑的獵食者，同時也演化出了可活動的偶鰭，使得活動更靈活。這些魚類包括已滅絕的盾皮類（Placodermi）、部分現生的軟骨魚類（Chondrichthyes），如鯊魚、魟等，以及在現代海洋及淡水中稱霸的硬骨魚類（Osteichthyes）。硬骨魚類的其中一支又慢慢往陸地發展，演化成了今天陸地上的各種脊椎動物。

過去許多動物學家認為脊椎動物的祖先很有可能是演化自尾索動物。海鞘的成體雖然沒有明顯的脊索，但是其幼蟲的尾部卻明顯地帶著一根脊索。有人認為在寒武紀早期，尾索動物的幼蟲發生了幼體生殖（paedogenesis）的現象，其生殖器官在變態之前就成熟了。經過了天擇，尾索動物的幼蟲發展出了分節的肌肉和強壯的骨骼來支撐身子，並且因為頭的形成對適應環境有相當的優越性，就演化出了帶頭和內骨骼的脊椎動物。

美國能源部附屬基因組研究所所長Eddy Rubin認為雖然它們和我們外觀大不像，但是還是有許多特徵同脊椎動物是相同的。通過基因組的比較，我們可以在分子的層次上了解與對方的關系，並且研究這些相似的系統和基因是如何從五億多年前的共同祖先演化而來的。

身為尾索動物的海鞘分布在世界上各淺海中。桶狀的海鞘附著在岩石、防波堤、船舶和海底，並利用籃狀濾食器濾食浮游生物。海鞘卵受精一天後就發育成只有2500個細胞的小幼蟲，不久後就找個地方定居下來變態成為成體。

海鞘的基因組由160萬個鹼基組成，大約只有人類的20分之一，只有最小基因組脊椎動物河豚的一半。其中100一17萬個鹼基組成約有16000個基因，有八成在人類和其它脊椎動物中也可找到。不過其基因數只有人類的一半。美國能源部附屬基因組研究所的計算基因組學主任Daniel Rokhsar說道，海鞘基因組會如此苗條的原因是，大部分在脊椎動物中有好幾個備份的基因，在海鞘中卻只有一份，而多出來的備份可能會突變掉或消失，或者演化成負責其它功能。從海鞘基因組中，我們可以看出人類這系譜中的新進展，例如有些特定的免疫系統和神經系統基因在海鞘就找不到，這顯然是脊椎動物的新設備。脊椎動物的復雜性也可能是從大量的基因復制而產生的。

海鞘沒有許多決定脊椎動物身體結構的重要Hox基因。有一些Hox基因單獨存在，另一些卻消失了。然而海鞘也有類似於脊椎動物的感光基因，和其它形成心臟和甲狀腺的基因。但是海鞘利用血藍蛋白，而非紅血球來運送氧氣，並且缺少製造膽固醇和組織胺的基因。在某些方面，海鞘和細菌、真菌和植物的相似度比和脊椎動物還來得高：製造纖維膜以支持進食吸管的基因，就和製造纖維素的基因很類似，這樣的基因在其它動物是找不到，有可能是從植物等水平基因轉移來的。

Levine就認為海鞘基因組的分析結果和1871年達爾文在《人類的起源》（The Descent of Man）一書中的主張完全吻合，達爾文主張脊椎動物和海鞘有共同祖先，而一支演化成海鞘，另一支在脊椎動物綱開花結果。