脊椎動物和頭索動物，尾索動物是同源嗎？

01-08

脊椎動物，頭索動物，尾索動物外形差距好大啊，他們有同樣的祖先嗎？如果有的話，是什麼無脊椎動物演化成了脊椎動物呢？

引自《古生物學》童金南
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非常好的問題，瀉藥。
外形差距大的物種，如果內部九大系統同功同源，那麼外形差距往往是因適應環境做出的妥協與進化，比如說向寄生、固著、底棲、濾食方向演化，但仍然是近親關係。相反外形相近也有可能是趨同進化，內部器官不同功不同源。
難以想像脊索動物各門各類是分別從不同門類的無脊椎動物進化而來的，因為最重要的背神經管，意義重大。而脊椎、內骨骼、腦與腦骨、對稱的四肢則是背神經管發生的進化方向。因此某個門的無脊椎動物是今天脊索動物的共同祖先，但是這個生物可能和文昌魚近親，沒有外殼或是內骨骼，也就很難留下化石痕迹。

這裡進化的先後順序是：【某個無脊椎動物】————頭索動物亞門（無頭類 Acrania ）————脊椎動物亞門(尾索動物亞門並列)————無頜類————軟骨魚類。
頭索動物亞門只有一綱一科兩屬，文昌魚屬和偏文昌魚屬。
尾索動物亞門中尾海鞘綱更原始，海鞘綱、樽海鞘綱行逆行變態。
無頜類代表甲胄魚【已滅絕】現存圓口綱，代表種行寄生的七鰓鰻。
軟骨魚類較硬骨魚類更加原始，裂口鯊是最古老的鯊魚，現存各種鯊魚、鰩魚、鮫魚。
半索動物門，後口動物，代表種柱頭蟲，有背神經管，但是與脊椎動物的脊索既不同功，又不同源，所以進化地位有爭議，更像是棘皮動物的近親。
古蟲動物門，澄江動物化石群的發現，早已滅絕，介於環節、節肢、後口動物之間的中間物種，暗示我們脊索動物的發展方向

文昌魚是脊索動物祖先狀態最佳的代表。
文昌魚無頭（無頭骨），無眼（腦眼僅由一個感光細胞和一個色素細胞構成，用於感光），脊索縱貫全身，前端內腔略為膨大為腦泡，神經管的背面並未完全癒合，尚留有一條背裂；循環系統屬於閉管式，無心臟，但是具搏動能力的腹大動脈。
文昌魚的攝食、排泄等機能都象無脊椎動物的形式，但血管系統、呼吸系統、神經系統和胚胎髮生過程都有了脊椎動物的模樣。文昌魚還有許多其他器官與脊椎動物同源，如可以搏動的腹大動脈、動脈弓以及肝盲囊等。
文昌魚，身體前部的中胚層是以體腔囊的方式所形成，與棘皮動物及半索動物相同，身體後部中胚層的發生方式又與脊椎動物一致。
在基因組水平上，文昌魚基因組長度大約只有高等脊椎動物基因組的17%。在脊椎動物出現前不久，脊索動物中的一個分支曾出現過基因組加倍，後來這一分支進化發展為現今的脊椎動物。通過比較多個文昌魚基因組，研究人員揭示出古老的脊椎動物經歷了高速的蛋白質進化、基因重排以及結構域混編但在有顎脊椎動物和無顎脊椎動物分歧之後這些進化的速度顯著減慢。相比文昌魚，現代脊椎動物顯示相對較少的蛋白質多樣性，較少的核苷酸多態性、結構域組合以及保守非編碼元件(CNE)。現代脊椎動物還喪失了大量的轉座子(TE)多樣性，而文昌魚則保留了高度的TE多樣性，其包含有長期尋找的RAG轉座子。文昌魚還顯示出快速的基因代謝，普遍的轉錄，後生動物中最快速的外顯子混編，以及在其他無脊椎動物中未看到的大量的TE甲基化。
尾索動物亞門，心臟不搏動，藉圍心膜的伸縮而搏動；幼體外形酷似蝌蚪並具有脊索動物3個主要特徵，尾內有發達的脊索，脊索背方有中空的背神經管，神經管的前端甚至還膨大成腦泡內含眼點和平衡器官等；消化道前段分化成咽，有少量成對的鰓裂；身體腹側有心臟。變態過程中尾連同內部的脊索和尾肌消失，形體變得更為簡單。
脊椎動物亞門特徵：出現明顯的頭部，中樞神經系統成管狀，前端擴大為腦，其後方分化出脊髓。大多數種類的脊索只見於發育早期（圓口綱、軟骨魚綱和硬骨魚綱例外），以後即為由單個的脊椎骨連接而成的脊柱所代替。循環系統較完善，出現能收縮的心臟，促進血液循環，有利於提高生理機能。用構造複雜的腎臟代替簡單的腎管，提高排泄機能，由新陳代謝產生的大量廢物能更有效地排出體外。除圓口綱外，水生動物具偶鰭。
頜是由鰓弓發展而來的器官，而脊椎動物最原始的無頜類沒有頜。甲胄魚就是代表，因為沒有頜，不能主動攻擊，所以濾食；不能主動防禦，所以長出巨大的甲胄。無頜的巨大不利，甲胄魚慢慢絕跡，但是寄生的圓口綱代表，七鰓鰻發展至今。
七鰓鰻發育要經過較長的幼體期，經變態為成體，用前端的口漏斗吸附於寄主體表，用角質齒銼破皮膚吸血食肉；盲鰻更能由魚鰓部鑽入寄主體內，吃盡其內臟。
古蟲動物門所有屬種具有二分軀體構型，具有5對後口動物獨有的咽腔型鰓裂，而後體則分為7節，中央部分為消化道，其外形與原口動物中的節肢動物或環節動物相似。