Agnatha
Os ágnatos são um grupo parafilético de vertebrados aquáticos que, juntamente com os condríctios e os osteíctios, formam o grupo parafilético conhecido popularmente como peixes. Na classificação tradicional lineana são considerado como uma superclasse. É um dos primeiros grupos de peixes a se divergir dentro dos vertebrados. Uma das principais características do grupo é a ausência de um aparato mordedor derivado dos arcos branqueais. Os principais integrantes deste grupo são as mixinas ("feiticeiras"), os Petromyzontida ("lampreias") e os "Ostracodermes".
Os primeiros fósseis encontrados no registro histórico datam a partir do Cambriano Inferior. O fóssil mais antigo pertence à Myllokumingia, encontrado na China. O fóssil possui uma cabeça não muito definida, mas é possível observar a boca sem mandíbula, miômeros em forma de V e outros órgãos internos, como a notocorda e a cavidade do coração. Outros dois fósseis foram encontrados na proximidade, nomeados de Haikouichthys e Zhongjianichthys'. Todos estes fósseis foram depois agrupados no grupo Myllokunmingiidae, e constituem os primeiros agnatos que se tem conhecimento.
Os ciclostomados são representados pelas lampreias (Petromyzontida) e feiticeiras (Myxiniformes), que são os únicos grupos viventes de agnatos. Possuem aproximadamente 120 espécies, podendo se distribuir em água doce e salgada. Não têm capacidade para ossificar o seu esqueleto, então possuem apenas peças cartilaginosas aos pares, dispostas ao longo da medula. Possuem um sistema de linha lateral na região anterior do corpo.
Myxiniformes (Feiticeiras)
As feiticeiras são animais inteiramente marinhos e possuem cerca de 70 espécies. Possuem um corpo alongado que pode alcançar um metro de largura. Podem possuir uma única abertura branqueal, como no caso da subfamília Myxininae, ou muitas aberturas, como na subfamília Eptatretidae. Elas possuem somente uma cavidade nasal e olhos pouco desenvolvidos. As feiticeiras são em sua maioria necrófagas, ou seja, se alimentam de restos orgânicos (organismos mortos). Sua boca em forma circular se prende ao substrato, depois o animal enrola todo o seu corpo, formando um "nó", e com o seu próprio corpo ele consegue empurrar o substrato, conseguindo então arrancar uma pequena porção. Ele repete isso algumas vezes, retirando mais e mais pedaços. Sua língua possui estruturas semelhantes a dentes, os dentes córneos, que utilizam para raspar a carne das presas e desenrolar vermes. Também podem se alimentar de pequenos invertebrados.
Petromyzontida (Lampreias)
As lampreias estão distribuídos tanto em água doce quanto em água salgada e possuem cerca de 50 espécies. São divididas em três famílias, a Petromyzontidae, a Geotriidae e a Mordaciidae. Possuem um corpo alongado que pode atingir pouco mais que um metro de largura. Já possuem estruturas que assemelham-se à vértebras, porém são cartilaginosas (recebem o nome de Arcualia), sendo que estas se distribuem em pares ao longo da notocorda. Possuem um olho pineal na região superior da cabeça, responsável pela distinção entre claro e escuro. Além das nadadeiras caldais, também presentes nas feiticeiras, possuem nadadeiras dorsais sustentadas por raios cartilaginosos.
Os Conodontes eram agnatos de corpo mole e alongado, parecidos com feiticeiras. Possuíam miômeros em forma de V e raios de nadadeiras caudais. Microfósseis encontrados na China datados do Cambriano Superior confundiu muitos pesquisadores por algum tempo. Estes microfósseis, chamados de elementos conodontes, são fragmentos de fosfato que possuem a forma de um pente, que levou a várias especulações de que pertenciam à moluscos ou outros organismos marinhos. Porém, estudos recentes de tecidos mineralizados provaram que estes elementos eram similares à dentina provenientes de vertebrados. Estes elementos são fragmentos da dentição dos Conodontes, usados para cortar e esmagar o alimento. Isto, mais a presença de olhos relativamente grandes, da notocorda e dos miômeros em V, sugere que a alimentação destes animais era bem específica, e que também se alimentavam de partículas alimentares grandes.
Os "Ostracodermes" são grupos de peixes que surgiram no final do Cambriano, mas sua maior radiação aconteceu nos períodos Siluriano e Devoniano. É um grupo parafilético, pois algumas espécies classificados como "Ostracodermes" estão mais aparentadas ao grupo dos gnatostomados. Os indivíduos que pertencem a este grupo são reconhecidos pelo seu grande revestimentos de ossos dérmicos, as vezes formando carapaças ou somente escamas. Estes revestimentos se assemelhavam à armaduras. Embora possuíssem exoesqueletos (os revestimentos) bem desenvolvidos, o esqueleto interno era pouco desenvolvido ou ausente. Geralmente os indivíduos do grupo não cresciam tanto. Um indivíduo adulto ficava em média entre 10 e 50 centímetros.
Não é muito claro a evolução dos agnatos na literatura, pois não possuem muitas filogenias recentes e datadas. Acredita-se que o primeiro grupo a se divergir dentro dos agnatos foi o grupo dos Myllokunmingiidae, que se apresenta somente em registro fóssil. A segunda divergência foi a da classe Cyclostomata, grupo monofilético que contêm as lampreias (Petromyzontida) e feiticeiras (Myxiniformes). A terceira divergência foi a do grupo dos Conodontes. Por último, se divergiu os "Ostracodermos", com alguns grupos dentro deste mais aparentados com os gnatostomados.
