1.无上下颌，依靠角质齿刮食或寄生生活（如七鳃鳗），适应低能量的水生环境。
2仅有软骨，无真正的骨骼，体被单细胞黏液腺，体表无鳞片，体现原始脊椎动物的结构特征。
3.无偶鳍，仅有奇鳍（背鳍、尾鳍），运动能力有限，依赖水流或吸附生活。
由鳃弓演化而来的颌骨，使鱼类具备主动捕食能力，推动生态位扩张。
盾皮鱼（如邓氏鱼）为早期有颌类，体表覆盖骨甲，是脊椎动物首次拥有复杂外骨骼的类群。
骨骼为软骨，体表被盾鳞，适应海洋中高速游动和肉食性生活。
鳃裂直接开口体外，无鳔，依赖肝脏储存脂肪维持浮力，体现对海洋环境的特化。
骨骼钙化，多数具硬鳞或骨鳞，体表覆盖黏液，减少游泳阻力。
四肢替代偶鳍，脊椎出现颈椎和荐椎（颈椎支持头部活动，荐椎连接后肢与脊柱），支撑身体在陆地运动。
皮肤裸露且富含黏液腺，辅助呼吸，但仍依赖湿润环境，卵无壳，需在水中孵化（幼体为蝌蚪，用鳃呼吸）。
出现肺呼吸，但肺结构简单，依赖皮肤呼吸，限制了陆地分布范围。
繁殖离不开水环境，幼体需水中发育，成体皮肤保水能力差，仅能生活在潮湿环境，是脊椎动物登陆的 “过渡类群”。
恐龙、鳄鱼、龟鳖、蛇、蜥蜴等类群占据陆地、淡水、海洋等生态位，其中恐龙在中生代成为陆地霸主，部分演化出恒温趋势（如兽脚类恐龙），为鸟类演化埋下伏笔。
始祖鸟：兼具恐龙特征（牙齿、长尾、爪）和鸟类特征（羽毛、叉骨、翅膀），证明鸟类起源于小型肉食恐龙。
近鸟龙、小盗龙：四肢覆羽，可能具备滑翔能力，是恐龙向鸟类演化的中间环节。
牙齿分化为门齿、犬齿、臼齿，适应不同食性；下颌由单一齿骨构成（爬行动物下颌由多块骨组成）。
体表出现毛发，乳腺发育（分泌乳汁哺育幼体），恒温能力完善，适应夜间活动（中生代恐龙统治时期，哺乳动物多为小型夜行性）。
从水生到陆生的环境变迁，推动了颌、四肢、羊膜卵、羽毛、毛发等结构的演化，每一次关键创新都对应生态位的拓展。例如：鱼类的鳔适应浮力调节，两栖类的四肢适应登陆，爬行类的羊膜卵突破繁殖限制，鸟类的翅膀征服天空，哺乳类的恒温与智力适应复杂环境。
脊椎动物的演化并非单一器官的改变，而是系统协同进化。如飞行能力的获得依赖骨骼、肌肉、呼吸、循环系统的全面特化。
重大灭绝事件（如二叠纪末、白垩纪末）为幸存类群创造生态空位，推动哺乳类、鸟类等类群的辐射演化，体现生命演化的韧性与多样性。
脊椎动物的演化是一部 “从水到陆，从低等到高等” 的适应性史诗，每个类群的出现都伴随着解决特定环境挑战的创新特征。从圆口纲的原始无颌，到鱼纲的颌与偶鳍，再到两栖、爬行类的登陆尝试与彻底适应，直至鸟类和哺乳类对天空与陆地的终极征服，生命通过基因变异与自然选择，不断突破环境限制，形成了如今丰富多彩的脊椎动物世界。这一过程不仅展现了生物演化的逻辑，也为理解生命与环境的互动关系提供了经典范例。
