英格蘭志留紀中期的海相沉積物中發現了更完整的早期脊椎動物化石，它們代表了一些樣子像魚的非常原始的脊椎動物：身體細長呈管狀；沒有上下頜，只在身體的前端有一個吸盤狀的口；眼睛后面、頭部兩側各有一排圓形的鰓孔；具有分成上下兩葉的尾鰭，下葉較長、上葉較短而高--這樣的尾巴類型叫做歪尾型。這樣的動物與現代仍然生活在海洋中的七鰓鰻有很多的相似之處，它們被分別命名外為莫氏魚和花鱗魚。 到了泥盆紀，這一大類早期的脊椎動物達到了繁盛時期，各種各樣的無頜魚形脊椎動物的化石在世界各地都有發現。它們沒有上下頜骨，作為取食器官的口不能有效地張合，只能靠吮吸甚至僅靠水的自然流動將食物送進嘴里食用；因此，它們被稱做無頜類，在動物分類上被統歸于魚形總目的無頜綱。此外，它們沒有真正的偶鰭，中軸骨骼還只是軟骨質而不是真正的骨質（即硬骨質）。有代表性的無頜類身體前部的體表具有骨板或鱗甲，彼此相連就像古代武士的鎧甲一樣起著保護身體的作用，因此一般又將它們稱為甲胄魚類。 不同類群的無頜類彼此之間仍有相當大的差異。很可能，這些不同類群在其有化石記錄的時代之前，已經各自經歷了長期的進化過程。根據這些差異，可以把包括現代類型在內的所有無頜類分為以下兩個亞綱和幾個目：
單鼻孔亞綱：特點是具有單一的鼻孔、較多的鰓孔和骨質的頭盾（即頭部的骨質甲胄）。包括4個目，即頭甲魚目、盔甲魚目、缺甲魚目和圓口目。圓口目是包括七鰓鰻在內的現代無頜類動物。 雙鼻孔亞綱：特點是具有一對內鼻孔，外鼻孔不存在；形態多樣，甲片復雜。包括3個目，即鰭甲魚目、盾鱗魚目和多鰓魚目。 多鰓魚目是中國特有的無頜類，主要發現于云南曲靖、武定等地。它們不僅有了一對內鼻孔，而且有了在頭甲魚類中尚未出現的硬骨質的脊椎骨；不過，它們的硬骨質脊椎骨像七鰓鰻一樣還只是雛形，僅有豎立在脊索上側的小骨片而沒有其它成分。 甲胄魚類在地質歷史上的分布比較局限，僅延續到泥盆紀。它們可能起源于奧陶紀，由更早期的、還沒有甲胄的祖先發展而來，莫氏魚可能就是那些祖先類型的殘余。甲胄魚類在泥盆紀發展成為適應于各種水生生態環境和具有各種生活習性的一大類群動物，可謂取得了暫時的成功。 當許多沿著不同進化路線迅速發展起來的更為進步的
有頜類脊椎動物從泥盆紀開始逐漸興起之后，無頜的甲胄魚類最終在生存競爭中失敗了。到了泥盆紀末期，除了少數適應于某種特殊的生活方式的殘余種類之外，絕大多數甲胄魚類退出了歷史舞臺。
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