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是脑的雏形，其他部分相当于脊髓，但两者没有明显的区别，在神经管上已有神经分出。无脊椎动物身体各处的肌肉组织的厚薄是一样的，而文昌鱼由于具有脊索和背神经管，所以分布在身体两侧是较薄的侧肌，背部侧肌较厚，但肌肉层外部的皮肤仅有表皮和不明显的真皮两层，而脊椎动物的皮肤是多层的。文昌鱼的循环系统属于闭管式，血液沿着有真正管壁的血管流到身体各处，这与脊椎动物中鱼类的血循环很相似，但还比较原始，心脏还没有形成，仅具有能搏动的腹大动脉，血液也没有颜色。文昌鱼的消化系统有口、咽喉、肠和肛门，咽部约占消化管全长的三分之一，肠仅为一条未分化的直管，肛门位于身体左侧，尾鳍下叶中央的稍前方，几乎与尾鳍上叶的起点相对。在消化管的前段从腹侧向前方伸出一个肝盲囊，能分泌消化液，与脊椎动物的肝脏相当。咽的两侧有咽鳃裂，数目很多，而且会随年龄的增长而增多。咽的内壁具有纤毛、背板、内柱等构造，水流入口时可以进行呼吸和摄食，然后经鳃裂进到围鳃腔，再从腹孔排出体外。文昌鱼的排泄器官既与无脊椎动物多毛类、扁形动物等的排泄器官相近，又类似于脊椎动物胚胎期的原肾，包括一组肾管，约90—100对，位于咽壁背方的两侧，可以收集废物，排入围鳃腔中。此外，在咽部后端背方的左右，有一对称为褐色漏斗的构造，可能也有排泄的功能。
脊椎动物包括鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类，根据不同地层中所发现的化石，以及比较解剖学和胚胎学方面的研究结果，都可以推断它们是由无脊椎动物进化而来的。但由于缺少坚硬内骨骼的动物不易形成化石保存在地层中，所以至今未能找到无脊椎动物与脊椎动物之间的过渡类型的化石证据。幸运的是，现生动物文昌鱼不论在生活习性、胚胎发育、外部形态和内部结构等方面，都是既具有某些无脊椎动物的特征，又具有某些脊椎动物特征的雏形，因而是介于两者之间的过渡类型，填补了两者之间的空白，成为整个生物进化史上不可缺少的一个“桥梁”。对此，生物进化论的创始人达尔文认为“这是一个最伟大的发现，它提供了揭示脊椎动物起源的钥匙”。
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