在5 億多年前的寒武紀時期，發生了一次進化「爆炸」，但大多數新生命形式都是長相奇特的無脊椎動物 （主要是腿怪異且有觸角的甲殼類動物，如 Anomalocaris 和 Wiwaxia），而不是有脊髓的生物。其中一個關鍵的例外是細長的、類似柳葉刀的 Pikaia，在地質記錄中發現的三種早期魚類中最不令人印象深刻的生物（另外兩種是同樣重要的Haikouichthys和 Myllokunmingia，發現於東亞）。
不是一條魚
將 Pikaia 描述為史前魚類有點牽強。相反，這種無害的、兩英寸長、半透明的生物可能是第一個真正的脊索動物：一種在背部有一條「脊索」神經的動物，而不是一種保護性的脊椎骨，這是後來的進化發展。但 Pikaia 確實擁有在接下來的 5 億年脊椎動物進化中留下印記的基本身體結構：頭部與尾部不同，左右對稱（即身體的左側與右側相匹配），以及兩個向前的- 面對眼睛，以及其他特徵。
脊索動物與無脊椎動物
然而，並不是每個人都同意 Pikaia 是脊索動物而不是無脊椎動物。有證據表明，這種生物的頭部有兩條觸手伸出，而它的一些其他特徵（例如可能是鰓附屬物的小「腳」）在脊椎動物的家譜中很尷尬。然而，無論你如何解釋這些解剖學特徵，Pikaia 仍然很可能位於脊椎動物進化的根源附近。如果它不是現代人類的曾曾祖母（乘以一萬億），它肯定有某種關聯，儘管距離很遠。
您可能會驚訝地發現，今天的一些活著的魚可以被視為像 Pikaia 一樣「原始」，這是一個關於進化如何不是嚴格線性過程的對象課程。例如，細小、狹窄的柳葉蟲Branchiostoma在技術上是一種脊索動物，而不是一種脊椎動物，並且顯然與寒武紀的前輩相比並沒有很遠。對此的解釋是，在地球上存在生命的數十億年中，任何給定物種種群中只有一小部分實際上得到了「進化」的機會；這就是世界仍然充滿細菌、魚類和毛茸茸的小型哺乳動物的原因。