脊索动物门是动物界最高等的一门，包含脊椎动物和原索动物，人们对它进行了广泛的研究。脊索动物大约有45000个种类，分布在海洋、淡水、介于淡水和咸水之间的水体和陆生环境中。有些类群进化为具有飞翔的能力。
脊索动物们的成立
由于文昌鱼、海鞘、柱头虫等分类地位的确定，导致重新审查动物界的分类。1874年赫格尔根据柯瓦列夫斯基的研究，把海鞘、文晶鱼等动物和脊椎动物合并在一起而成立了一个新门———脊索动物门，下分三个亚门：尾索动物亚门（如海鞘）、头索动物亚门（如文昌鱼）、脊椎动物亚门（如鱼、蛙，蛇、鸟、兽等）。1884年，即在脊椎动物门成立十周年纪念时，威廉·伯特逊将柱头虫这一类动物列入脊索动物门中，作为其中一个亚门：半索动物亚门，也叫口索动物亚门。伯特逊的理由是：（1）柱头虫除具腹神经索外，还具有背神经索，背神经索在颌部有空腔，相当于脊索动物的背神经管。（2）咽壁上具鳃裂。（3）它的口索，即口腔端背面伸至吻基部的一条短盲管，相当于脊索动物的脊索。从这时起，半索动物就被列入脊索动物门中。直到最近，也还是有人持这种观点，即把半索动物作为脊索动物中的一个亚门。但目前许多研究者持反对意见，认为口索并不是脊椎的同源结构，而很可能是一种内分泌器官。另外，半索动物具有许多非脊椎动物的特点。如：具腹神经索；开管式的循环系统；肛门位于身体末端；柱头虫的幼体（柱头幼虫）和棘皮动物的幼体（短腕幼虫）极为相似。就目前的研究资料来看，更多的人认为半索动物应从脊索动物门中抽出，另列为一门放入无脊椎动物中。
脊索动物的起源
脊索动物的起源问题至今仍有争议，据现存的低等脊索动物（尾索、头索类）的躯体结构来看，其祖先体内还无坚硬的骨骼，所以不能在古代的地层中留下化石，不易探求其起源。近百年来科学家用比较解剖学和胚胎学的材料来分析推断，提出假说：据推测，可能是一种蠕虫状的后口动物，具有脊索动物的主要特征，出生于地质年代古生代的早期，距今五亿年左右，称为原始无头类。近年，生物学家还采用了一些分子生物学的材料来进行研究，下面介绍两种重要的假说。
环节动物说，认为脊索动物起源于环节动物。理由是：两类都两侧对称、分节，有发达的体腔和各节的排泄器官。将蚯蚓背腹倒转，即有背神经索，与脊索动物的背神经管位置相似，血流方向也同于脊索动物。但其证据不足，无说服力。
棘皮动物说，认为脊索动物与棘皮动物具有共同的祖先。理由是：半索动物的成体有接近于脊索动物的特点，而胚胎发育和幼体形态都和棘皮动物极为相似，所以半索动物和棘皮动物亲缘关系密切。肌肉生化分析表明，棘皮动物、半索动物肌肉中同时含有肌酸和精氨酸，是处于无脊椎动物（含精氨酸）和脊索动物（含肌酸）之间的过渡类型。因此，把脊索动物和棘皮动物的亲缘关系肯定下来，主张这两类出自共同的祖先，这共同的祖先分两支发展，一支进化为棘皮动物，另一支进化为脊索动物。赞成此论点的人多。
脊索动物的分类
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。它包括低等动物如现代海洋中的文昌鱼、海鞘等，以及较高等的脊椎动物如鱼、蛙、龟、鸟、牛、猿猴、人类等。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椎进化途中生出的旁支。
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椎的构造。单凭着这一小段“类脊椎”便能判断它是由无脊椎向有脊椎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，其地史期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，稍不留神也会认为它们是苔藓动物。确认笔石是半索动物，也还是近几十年的事情。
尾索亚门，幼体呈蝌蚪状，尾部有脊椎，但成年后尾巴消失，钻进沙土里栖息生活，属海生单体。这个亚门的动物比半索动物在脊椎长度上进化了一些，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池出售的海鞘，就是尾索动物的代表。
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椎，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，因最初是在我国厦门同安县刘五店海屿的文昌阁发现的，故称此名。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。
脊椎动物一般体形左右对称，全身分为头、躯干、尾三个部分，有比较完善的感觉器官、运动器官和神经系统。
脊椎动物最主要的共同特点是具有脊椎。脊椎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。在脊椎的背侧有中枢神经系统，是中空的神经管，起源于外胚层，大多数脊椎动物的神经管前部扩大成脑。在脊椎的腹侧有消化道，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。水中生活的脊椎动物终身保留鳃裂，陆地脊椎动物仅在胚胎期具有鳃裂，后来发展成肺呼吸。
脊索动物们的主要特征
脊索动物门在动物界中是最高等的一门，现存的种类在形态结构上和生活方式上都有极其显著的区别。但从这些多样性中还是可以找出本门动物所具有的共性。脊索动物是在个体发育的全部过程或某一时期，具有脊索、背神经管和咽鳃裂的一类动物。此为脊索动物门动物区别于其他各门动物的三大主要特征。
一是脊索，位于脊索动物消化管背面，神经管腹面，支持身体的一条棒状结构。二是背神经管，脊索动物的中枢神经系统呈管状，位于脊索的背方，故称为背神经管。它有别于无脊椎动物，无脊椎动物为神经索，且实心，位于消化管腹面，背神经管存在于所有的脊索动物胚胎发育早期，后分化成脑和脊髓。三是咽鳃裂（实为两鳃之间的裂缝，开口于咽壁），咽鳃裂是脊索动物咽部两侧成对的裂缝，是一种呼吸器官。咽鳃裂在低等种类终生存在，如鱼等（头索动物、尾索动物）；在某些种类幼体存在，如蝌蚪。有些种类仅胚胎期存在，如大多数脊椎动物。
脊椎动物之祖
据记载，文昌鱼最早是在福建的厦门市文昌阁前方的海水里发现的，因此而得名。还有人说，文昌二字起源于“文昌帝君”，说是文昌诞辰之日才有的，所以叫文昌鱼。1774年德国科学家佩拉斯认为它是一种软体动物，1836年英国耶尼尔把它称作两头类，1932年科学家博瑞将它定为鳃口类。除厦门地区外，后来在青岛、烟台乃至世界上其他地方陆续发现了文昌鱼。另外，文昌鱼的种类也不是仅此一种，全世界有12种。
文昌鱼其实并不是真正的鱼。它似鱼而非鱼，像蠕虫又不是蠕虫，两头尖尖，身体左右侧扁，样子就像一把外科用的手术刀，长不过60毫米，全身透明，喜欢生活在浅海有着贝壳碎片或棘皮动物碎片的粗而松的沙子里，爱吃叫作硅藻的单细胞藻类。它们不善于游泳，有时钻出沙来，借身体的左右摆动，游到另一个地方，迅速钻进沙里，然后将头露出来，从水里过滤食物吃。
高等动物包括鱼、龟、鸟、兽甚至我们人类，身体背部都有一条纵贯全身的脊梁骨，科学上称作脊柱。脊柱是由一节节的脊椎骨相连而成的。有脊椎骨的动物就叫做脊椎动物，尚没有脊椎骨的动物如虾、贝类、蚯蚓、蝴蝶等，往往称作无脊椎动物。在生物进化史上，脊椎动物是由无脊椎动物逐渐发展而来的，但脊椎骨并不是一步而成的：首先发展到有脊壳，再由脊壳慢慢骨化发展而成脊椎。
脊椎就是一条支持结构，像一根棍棒一样支撑着全身，当然它能弯曲，很有弹性。凡有脊椎的动物就称作脊椎动物。文昌鱼恰好就有这么一条纵贯全身的脊椎，甚至向前延伸到最前端，达到相当于脊椎动物头部的地方（文昌鱼还没有真正的头部），所以科学上就把文昌鱼叫作头索动物，它属于脊索动物门中的头索动物亚门。
这样看来，文昌鱼代表着由无脊椎动物发展到脊椎动物的过渡类型，起着承上启下的作用。所以，文昌鱼虽小，但它是世界上的稀有动物，对研究生物进化有着重要的意义。文昌鱼被发现以后，立即受到了科学家的重视，达尔文曾说，文昌鱼的研究是“伟大的发现，它提供了指示脊椎动物起源的钥匙”。
文昌鱼还是名贵海味佳品，并享誉世界。在300年前，仅厦门地区文昌鱼的最高年产即达282吨，在20世纪40～50年代能生产50～100吨。由于大家争相捕捞，到60年代每年只能捕到三四吨，70年代就根本形不成渔业了。为此，我国已将文昌鱼列为二类重点保护动物。
脊椎动物的分类
动物学根据自然界动物的形态、身体内部构造、胚胎发育的特点、生理习性、生活的地理环境等特征，将特征相同或相似的动物归为同一类。脊椎动物的分类大概有以下几种：
鱼类：有尾无四肢，尾分岔，用鳃呼吸，生活在水中，卵生动物，体温不恒定。
两栖类：有尾无四肢，幼体用鳃呼吸，生活在水中。它们的成体生活在陆地或水中，无尾有四肢，主要用肺呼吸，在水中时，可以用皮肤呼吸。卵生动物，体温不恒定。常见动物：蛙，蝾螈，大鲵（娃娃鱼）等。
爬行类：皮肤表面有角质鳞片或甲，用肺呼吸，卵生动物，陆地生活，体温不恒定。常见动物：陆龟，变色龙，鳄鱼等。
鸟类：身体呈纺锤形，前肢特化为翼，体表有羽毛，体温恒定，胸肌发达，骨骼愈合、薄、中空，脑比较发达。卵生动物、有喙无齿，身体表面有羽毛，用肺呼吸，大都能够飞翔。常见动物：鸭子，家鸽，鹅，鹦鹉等。
哺乳类：全身被毛，体温恒定，胎生，哺乳，用肺呼吸。蝙蝠是哺乳动物中，唯一能够飞翔的动物。哺乳动物是所有的动物中最高级的动物。最早的哺乳动物大约出现在2亿年前，目前它们是动物界中分布最广，功能最完善的动物。
