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在距今四亿三千八百万年至三亿五千万年间，地质史上称志留纪和泥盆纪。这段时期，生物发展史上有两在变革：一是生物开始离开海洋，向陆地发展；二是无脊椎动物进化为脊椎动物，鱼类昌盛繁衍。
志留纪--脊椎动物出现（距今4.38----4.1亿年）
脊椎动物因其具有脊椎骨而得名。虽然有些无脊椎动物也有骨胳，但其骨胳是由动物分泌的机丁质或钙质组成，包裹在动物身体的外面，所以是外骨胳。而脊椎动物的骨骼--包括脊椎和附肢，是由骨细胞产生的骨组织，肌肉固着在其外，所以是内骨骼。脊椎是支持动物的中轴骨架，作为运动器官的附肢和保护内胀的肋骨均固着其上。脊柱和由其前部膨大而形成的头颅，同时又保证着中枢神经--脑和脊髓以及视觉、听觉和嗅觉器官。所以脊椎动物的骨胳起着无脊椎动物外骨胳无可比拟的优越作用。
志留纪动物界进化主要表现在原始脊椎动物的发生和发展。无颌类是迄今所知最古老的原始脊椎动物。这类鱼形动物和鱼类不同，还没有颌的形成。所以称作无颌类。化石无颌类的头部包裹在骨质头甲里，所以又称（甲胄鱼头）。最早的无颌类在距今五亿年前的奥陶纪已经出现，经过志留纪晚期至泥盆纪早期的繁盛时期，泥盆纪以后就灭绝了。
从无颌类衍生出来的的是有颌脊椎动物，包括四个大的类群，即盾皮鱼类、棘鱼类、软骨鱼类、和硬骨鱼类。颌的出现是生命史中的一次革命性的事件。由鳃弓演变过来的上下颌提高了鱼类的取食颌咀嚼功能，因而增强了它们的生存竞争能力。 | 
