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脊椎动物的起源是古生物学界长期争论的热点问题之一。近年来，对牙形石这类已经灭绝的、神秘动物的详尽研究，使这个古老的问题有一缕新的光明。相当数量的、保存有软体组织的牙形动物化石的不断发现，对这些化石研究所得到的牙形动物软体解剖学、硬体（牙形石分子）组织学和牙形石器官功能形态学诸多方面的证据，揭示了最早出现在五亿多年前晚寒武世海洋中的牙形动物可能是脊椎动物大家族中的成员。这些研究成果将脊椎动物的起源追溯到了寒武纪。尽管牙形动物与脊椎动物之间亲缘关系的证据越来越多，但在这些证据中某些尚可置疑，某些来自牙形石分子硬体组织学和组织化学的证据对牙形动物与脊椎动物的亲缘关系仍持否定态度。要最终揭示牙形动物与脊椎动物的亲缘关系，仍需进一步发现新的证据并进行进一步的深入探索。