9. Phylogénie : relations avec les cyclostomes et les gnathostomes
On regroupe classiquement les ostéostracés, les anaspides et les lamproies en un taxon monophylétique, les céphalaspidomorphes, caractérisé par la position dorsale de l'orifice naso-hypophysaire, sans communication avec la cavité branchiale (fig. 5). Ce regroupement est toutefois infirmé par au moins cinq caractères connus uniquement chez les ostéostracés et les gnathostomes. La question est actuellement de savoir si ces caractères sont apparus indépendamment dans les deux groupes, ou s'ils témoignent de relations étroites entre eux. Les ostéostracés constituent le groupe d'« agnathes » le plus étroitement apparenté aux gnathostomes, avec lesquels ils partagent de nombreux caractères évolués, dont les nageoires paires et de l'os cellulaire.
Les galéaspides sont vraisemblablement le groupe frère (les plus proches parents) de l'ensemble constitué par les ostéostracés et les gnathostomes, avec lequel il partage la présence d'os ou de cartilage calcifié tapissant leur crâne cartilagineux. Les ptéraspidomorphes sont certainement le groupe frère le plus probable de tout cet ensemble avec lequel ils partagent la présence d'au moins deux canaux semi-circulaires verticaux et d'un système de canaux sensoriels. Enfin, les plus primitifs de tous les vertébrés ou, du moins, des craniates pourraient être les myxinoïdes actuels ou l'ensemble des cyclostomes qui sont dépourvus de squelette dermique (cf. cyclostomes).
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