三叶虫是一种两亿多年前就已绝灭了的动物，生活在古生代的海洋中，其外形颇似现代的虾和蝉，属节肢动物门，因种类繁多，特在门下单列成一纲。这种动物从纵向看可分头、胸、尾三段，横向看又可分左、中、右三份（中间是轴部，两边为侧叶），故名“三叶虫”。三叶虫背上有背甲，其成份为磷酸钙和碳酸钙，质地坚硬，成为地史时期中最早大量形成化石的动物门类。身长一般在3—10厘米，但小者不足6毫米，最大长达75厘米，我国曾在湖南省永顺县发现了长27厘米、宽18厘米的三叶虫，学名叫“铲头虫”。
三叶虫为雄雌异体，卵生，个体发育中要经过周期性的多次蜕壳，不同阶段脱落的壳体是研究个体发育的基本素材，它对了解三叶虫一些器官的发育和成长，探索三叶虫的演化，解决分类问题都具有重要意义。三叶虫头部及尾部变化较大，各种类型非常多。在我国品种繁多的砚台里，有一种叫“燕子石”的砚台，该种砚的砚池旁或砚盖上常有石化的无头“小燕子”张开翅膀、叉着尾巴，其实这就是一种三叶虫的尾部化石叫“蝙蝠虫”，因其形象更像蝙蝠故起此名。因在中国古代蝙蝠是不祥之物，而这种砚台又是呈送皇帝的贡品，所以采用“燕子”这个吉祥的名字。
三叶虫纲，下分七个目，绝大部分的种属在世界的海相沉积岩（石灰岩）中都有发现，各国的专家对它进行研究，得出了几点共同的认识：它经常与海百合、珊瑚、腕足动物、头足动物等一起生活（共生），在发现它化石的同时同地，也发现了上述几种动物的化石；从它的体形上判断，它适于爬行，是海底生活（底栖）的动物，它以原生动物、海绵、腔肠、腕足等动物的尸体，或海藻及其他细小的植物为食；三叶虫在进化的后期，由于海中出现了大量肉食动物（鹦鹉螺、原始鱼类等）直接威胁了它的生存，于是增大了尾甲，提高了游泳速度，同时头尾能够嵌合使整个身体蜷曲成球形，以保护柔软的腹部，并可迅速跌落或潜伏海底逃避敌人的进攻。
三叶虫存在时间短，演化的种类多，分布海域广，个体数量大，各属、目之间界线清楚并随年代依次出现，因此成为了寒武纪时期全球性可对比的标准化石。我国是世界上产三叶虫最丰富的国家之一，研究时间早、程度深，仅寒武纪就划分出29个三叶虫生长带，为亚洲提供了标准地层剖面，并为世界性的生物地理区划分提供了重要的依据。
向脊索方向进化
脊索动物是动物界最高等的一类，也是种类相当丰富的一个门。它包括低等的脊索动物如现代海洋中的文昌鱼、海鞘等，以及较高等的脊索动物如鱼、蛙、龟、鸟、牛、猿猴、人类等。
本门动物最主要的共同特点是具有脊索。脊索是一条具弹性而不分节的白色轴索，起源于内胚层，起支持身体的中轴作用。高等动物的脊索只在胚胎期存在，胚胎期后由周围结缔组织硬化而成的脊椎所代替。
在脊索的背侧有中枢神经系统，是中空的神经管，起源于外胚层，大多数脊索动物的神经管前部扩大成脑。在脊索的腹侧有消化道，它的前端两侧有左右成排的小孔与外界沟通，这些小孔称为鳃裂。水中生活的脊索动物终身保留鳃裂，陆地脊索动物仅在胚胎期具有鳃裂，后来发展成肺呼吸。
脊索动物门中的动物，根据其脊索、神经管、鳃裂的特点以及形态特征，可分为四个亚门：半索亚门、尾索亚门、头索亚门和脊椎亚门。这四个亚门中仅有脊椎亚门是进化的主干，其余三个亚门是在向脊索进化途中生出的旁支。
1.半索亚门：又称口索动物，身体分为吻、颈和躯干三个部分，在吻部有一段类似脊索的构造。单凭着这一小段“类脊索”便能判断它是由无脊索向有脊索转变的一种过渡型动物，这类动物全部是海生，现在还活着的动物代表有柱头虫，化石代表有笔石。
笔石是已经绝灭了的群体海生动物，由于它的化石印迹像描绘在岩石层面上的象形文字，故称此名。笔石化石全世界各洲均有发现，其地史分布自中寒武纪至早石炭纪，其中的正笔石在奥陶纪、志留纪达到极盛，且演化迅速，分布地广，绝灭也快，成为这种两个纪的标准化石之一，其种属可在世界范围内作地层对比工作。笔石群体的外形粗看起来像松折枝的化石，即使是专家，稍不留神也会认为是苔藓动物。确认笔石是半索动物，也还是近几十年才明确的。
2.尾索亚门：幼体呈蝌蚪状，尾部有脊索，但成年后尾巴消失，钻进沙土里底栖生活，属海生单体。这亚门的动物比半索动物在脊索的长度上进化了一些，推测它是由半索动物的祖先分化出来的，可它的倒退比半索动物还大，已不会游泳，不能主动地觅食，只有斜插在沙滩中，等食物自动送上门来，海边渔民和海滨游泳地出售的海鞘，就是尾索动物的代表。
3.头索亚门：身体似鱼但无真正的头，终身都有一条纵贯全身的脊索，背侧有神经管，咽部具许多条鳃裂。比起半索、尾索动物来头索动物要算相当进步的了，它的代表动物是文昌鱼。说起文昌鱼来很有意思，它全身无骨，体长2—5厘米，生活在浅海地区，因最初是在我国海南省文昌县的沿海一带发现的，故称此名。而文昌鱼数量最多的地方是在福建省沿海一带，渔民们经常捕食，其捕捉的方法也很特别，根据它遇惊而喜钻沙的特点，先趟水走几次，然后把沙子挖起堆成堆，再盛一桶（盆）海水，用瓢舀起一瓢沙，在桶中慢慢澄，沙落鱼出，多的时候，一瓢中能澄出半瓢鱼来。拿回家里用鸡蛋裹上下油锅一炸，其味鲜美无比，又无骨刺鲠喉，常是渔家用来招待客人的佳肴。可惜现在已不多见了，随着沿海工业的发展，近海污染严重，文昌鱼也几乎不见踪迹了。
半索、尾索和头索动物，尽管都算脊索动物门，但都是低级的，连头都没有，故统统称为原索动物或称为无头类，它们也是动物进化中的侧支，真正代表进化方向的还是脊椎动物亚门。
动物家庭
动物大家庭
一提到动物，我们立刻可以想到顽皮的猴子、可爱的大象、憨态可掬的熊猫、俏皮的卷毛狗、凶猛的狮子和老虎、令人毛骨悚然的蛇和鳄鱼以及各种美丽的飞鸟等等。在动物“大家庭”中，大约有150多万个种类。面对这样多的动物，若没有一个统一的科学的标准将它们区分开，人类对动物的认识将陷于杂乱无章的境地，无法对动物进行调查和研究，更谈不上充分利用动物资源和防治有害动物了。动物是怎样分类的，又分成哪些类群呢？
各种不同的动物，甚至于同种动物的不同个体都有许多不同的形态，但同一类群的动物往往有许多相似之处。动物学家则根据这些动物之间相同、相异的程度，亲缘关系的远近，使用不同的等级特征，将动物逐级分成许多类群。“种”是最小的类群，也是分类的基本单位。此种分类法结论以动物形态上或解剖上的相似性和差异性为基础，以古生物学、比较胚胎学、比较解剖学上的许多结论为依据，基本反映了动物“大家族”中自然的类缘关系，因此被称为自然分类系统。在此分类系统中，由大而小的等级有：界、门、纲、目、科、属、种，任何一个已知的动物均毫无例外地归属于这几个等级之中。
目前，动物界一共分为20余门，其中主要的有以下几门：
原生动物门：如草履虫、变形虫。它们的身体十分微小，为单细胞动物，一般必须用显微镜才能看到，但它们的分布却很广泛。
多孔动物门（海绵动物门）：如浴海绵、毛壶等。它们多数生活在海水中，成体附着在水中岩石、贝壳、水生植物或其他物体上，是最原始的、最低等的多细胞动物。
腔肠动物门：如海蜇、珊瑚等。它们有辐射对称的体型，体壁有两个分化的胚层，有原始的消化腔、原始的神经系统及分化的组织，在动物进化过程中占有重要的位置。
扁形动物门：如涡虫、血吸虫等。它们的身体不分体节，两侧对称，三胚层，无体腔，背腹扁平。以自由生活（涡虫）或寄生生活（血吸虫）为主。
线形动物门：如蛔虫、钩虫和线虫等。这类动物在自然界中分布极广，靠寄生生活或自由生活与寄生生活兼有。身体结构显然比前面几门动物要高等，有三个胚层，出现了原体腔。
环节动物门：如蚯蚓、沙蚕等。它们都具有两侧对称体型，三个胚层，身体分体节，具有真体腔等特征。
软体动物门：如田螺、蜗牛、乌贼等。这
些动物与其他类群最明显的区别是：身体柔软，不分节，由头、足及内脏三部分组成，身体外有硬壳或退化为内壳藏于外套膜下（乌贼）。
节肢动物门：如虾、蜘蛛、昆虫等。节肢动物身体不仅分节，而且还分头、胸、腹三部分。在身体两侧还有分节的附肢（足），体外有外骨骼，常在生长发育过程中出现蜕皮现象。
棘皮动物门：如海参、海星、海胆等。
棘皮动物无头部、体部，成体呈辐射对称，而幼体则是两侧对称，这说明成体的辐射对称体型是适应固定或不大活动的生活方式次生形成的。
脊索动物门：又分为头索动物亚门（文昌鱼），尾索动物亚门（海鞘），脊椎动物亚门（鱼、蛙、龟、鸟、兽等）。脊索动物门是最大最高等的一个门。这类动物形态结构较复杂，生活方式多样，差异很大。它们最主要的共性是身体背部都有支持身体的结构——脊索。脊椎动物亚门的动物在胚胎期有脊索，长大以后则被由脊椎骨组成的脊柱所取代。
随着现代化新设备、新技术、新观念的发展，尤其是电子计算机的应用，大大加速了分类学数据的处理，而通过学科的渗透，分类学中又建立了新的标准。例如：根据某些蛋白质类型的不同来区别同种生物；根据决定生物特征的遗传物质DNA的差异来区分生物；根据免疫学标准及行为学标准等，来确定生物间相互关系。
动物的不同类群之间亲缘关系有远有近，我们根据动物亲缘关系的远近，把各门动物的关系排列成“系统树”，这就像动物界的“大家谱”，“树”
的下方的动物较为原始，“树”的上方的动物较为高等。
动物的亲缘关系就是动物的演化关系，由此可见，动物是从简单到复杂，从低级到高级，经过漫长的时间变化发展而成的。通过比较解剖学、胚胎学的例证和生理、生化的例证都可以间接地证明这一点。但最直接的论证则是古生物学——化石的例证。人们根据埋藏在地层中的生物化石遗骸，就可以把地球上出现生命以来动、植物发展变化的历程基本查证清楚。
“活化石”动物
亿万年来，地球的环境沧桑多变，一些动物不能适应这种变化而被淘汰，埋藏在地下形成了化石；一些动物则在生存斗争中，改变了自己的形态、结构和习性，在地球上继续生存下来；还有一些动物仍然保持了祖先的相貌，成了地质时代动物界的“遗老”——“活的化石”。迄今为止，世界上发现了许多属于“活化石”的生物，比较著名的有鹦鹉螺、鲎、大鲵（娃娃鱼）、鸭嘴兽、大熊猫、文昌鱼等。
1.四亿年如一日的拉蒂迈鱼
拉蒂迈鱼生活在非洲马达加斯加岛西北的科摩罗群岛附近的海域里。首次捕获此鱼是1938年12月22日。在非洲东海岸的东伦敦岛附近的海域中，渔民们将偶然捕获的这条奇怪的大鱼送到了东伦敦的地方博物馆。这条奇怪的鱼长1.5米，蓝色的眼睛，青铜的身体，鳍很健壮，肌肉也结实，可惜它出水后3小时就死了。由于当时没有防腐剂，此鱼送到博物馆后内部器官大都坏了，最后只好将鱼制成了标本。当时它被命名为拉蒂迈鱼，是为了纪念东伦敦博物馆的工作人员拉蒂迈女士。现在一般将此种鱼叫做矛尾鱼，直到1952年才捕到第二条，至今已捕捉到80多条。
科学家们在研究了拉蒂迈鱼的头骨和标本后，惊奇地发现：它是被认为早在1.2亿年前的白垩纪就已经绝迹的古总鳍鱼类（两栖类的祖先）。
这一发现立刻引起了世界的轰动。因为它不但在动物分类史上有独特的代表性，更重要的是证实陆生脊椎动物的祖先，是鱼类进化为两栖类的过渡类型，是现存的总鳍鱼。
拉蒂迈鱼与一般鱼类不大相同，它的支撑骨和原始两栖类的四肢骨相似，胸鳍还能向各个方向转动和安置，甚至还能勉强爬行几步。这样，动物的四肢是从鳍演变而来的推想，不但从“化石”得到启示和论证，而且从拉蒂迈鱼的活的结构解剖和生态研究中，获取了强有力的证据。
拉蒂迈鱼属总鳍鱼类，是现存的古老鱼类，首先发现于泥盆纪的淡水中，三叠纪以后，海水中才有它的同类。从前曾认为这种鱼类早已绝灭。拉蒂迈鱼的发现之所以珍贵和引人注目，就在于它给人们提供了“化石”所无法了解的一些情况。它与其祖先——古代总鳍鱼的形态结构和生活方式差异非常小，四亿年中几乎没有什么变化。做为生物进化史的一个活的见证，拉蒂迈鱼有“活化石”之称。
2.乌贼的同族——鹦鹉螺
乌贼是我们非常熟悉的一种动物，它生活在远海中，属软体动物门头足纲，游泳速度快，体内有墨囊，贝壳埋于外套膜内，形成内壳。
鹦鹉螺与乌贼同门同纲，是乌贼的近亲。鹦鹉螺是头足纲中的原始种类，属四鳃亚纲，贝壳在体外，被多个隔片隔成许多壳室，除动物体所在的最后一个大壳室外，都充满空气。各室之间有一个通管相通，调节室内空气的分量，可操纵身体浮沉。自石炭纪以后，四鳃亚纲已逐渐消失，目前仅余四种。
因此，鹦鹉螺在研究动物进化上具有一定价值，也有“活化石”之称。
3.三叶虫的“后裔”——鲎
鲎是节肢动物中体形最大的种类。生活于沙质的海底，以蠕虫等无壳软体动物为食，昼伏夜出。鲎属肢目纲，其中中国鲎是本纲中唯一存留的常见种。
鲎的体形似瓢虫。身体分头胸部、腹部及尾剑三部分，色泽棕褐。头胸部呈马蹄形，背面隆起，腹面凹陷，不分节，有附肢六对。鲎依靠其六对附肢在海底沙土中挖洞、爬行和摄取食物。它的呼吸器官——书鳃，就位于腹部的第2—6对附肢的内侧。腹部的第一对附肢左右连合，盖住生殖孔。
鲎是卵生。雌鲎产卵后，雄鲎把精液撒在卵上而受精。初孵化的幼虫，体长仅7—8毫米，腹部8节具4对附肢，没有尾剑，身体分为中央及两侧三部分，与三叶虫的成虫极为相似。这说明鲎与三叶虫有极为密切的亲缘关系。
除鲎以外，本纲其他的种类均为化石种类，在寒武纪至二叠纪一度十分繁茂，今已灭绝。因此，鲎也是一种非常珍贵的“活化石”类动物。
4.原始的陆栖动物——喙头蜥
喙头蜥生活在新西兰周围的一些小岛上，量少而珍贵。它的样子有点儿像蜥蜴，也像鳄，而嘴又像鸟的喙，故而得名喙头蜥。
喙头蜥体表被覆细鳞，头骨呈双颞窝状的原始形态，椎体双凹，端生齿，顶眼十分发达。它以昆虫及小型蠕虫、甲壳类及软体类动物为食。性成熟较晚，约20年左右成熟。它的寿命可长达百年左右。喙头蜥经常在海鸟的洞穴中产卵，一次产8—15枚，经15个月孵化后幼体出壳。