Осевой скелет ланцетника составляет спинная струна, или хорда, — это сохраняющийся всю жизнь нерасчлененный упругий тяж, не замещающийся позвонками, как у высших животных.
Над хордой располагается примитивная центральная нервная система в виде нервной трубки. Хотя спереди она несколько расширяется, но головного мозга у ланцетника еще нет. За отсутствие черепа, который защищает высших хордовых от повреждений, ланцетника относят к подтипу бесчерепных. Органы чувств ланцетника малозаметны — это обонятельная ямка, светочувствительные клетки в нервной трубке, осязательные клетки эпидермиса и т. п.
Питается ланцетник взвешенными в воде мелкими планктонными организмами — животными и растениями. Вместе с током поды, вызываемым биением ресничек мерцательного эпителия, они попадают сперва в глотку, а затем в кишечник. В глотку, естественно, попадает при этом и растворенный в воде кислород. Глотка велика и как бы прорезана многими косо расположенными щелями, на стенках которых находятся органы дыхания — жабры. Через жаберные щели вода попадает сперва в околожаберную полость, а отсюда выталкивается вон из организма через выводное отверстие. Околожаберная полость развита у ланцетника как приспособление, защищающее от засорения жаберные щели, при зарывании ланцетника в грунт.
У ланцетников имеется замкнутая кровеносная система, несущая бесцветную кровь, и один круг кровообращения. Движение крови вызывает пульсация брюшной аорты и нижних частей жаберных сосудов («жаберных сердец») . Органы выделения у ланцетника не почки, как у высших хордовых, а многочисленные выделительные трубочки — метанефридии, сходные с органами выделения у кольчатых червей.
Таким образом, А. О. Ковалевский установил, что ланцетник — «позвоночное без позвонков» (по выражению Ф. Энгельса) , т. е. животное без позвоночного столба, но с осевым скелетом в виде хорды, закладывающейся и у зародышей позвоночных; у ланцетника нет еще расчленения центральной нервной системы на головной и спинной мозг, но есть лежащая над хордой спинная нервная трубка; наконец, глотка прорезана множеством жаберных щелей (рис. 51).
Наряду с вышеперечисленными признаками родства с позвоночными у ланцетника отмечаются и признаки беспозвоночных животных: его покров образован однослойным эпителием (чего нет у позвоночных) , сохраняется сегментальное строение мускулатуры, органы выделения напоминают таковые кольчатых червей.
. Совершенно ясно, что низшие хордовые взяли начало от общих с беспозвоночными древних предков. Ланцетники образовали еще одну ветвь в развитии животного мира.
Открытие А. О. Ковалевского сразу же вызвало большой интерес к детальному изучению фауны моря. «Тяга к морю» , как писал К. А. Тимирязев, и работа с микроскопом в 60-е годы быстро вошли в моду, стали признаками высокого уровня зоологических исследований. Это позволило глубже изучить низших хордовых и установить, что в процессе эволюции животные все более и более специализировались в активных способах добывания пищи и передвижения. Развитие этой ветви привело к развитию подтипа позвоночных, филогения которого была подробно изучена академиком А. Н. Северцовым.
Именно А. Н. Северцов полагал, что животные, от которых произошли позвоночные, в процессе своей эволюции перешли,
в отличие от ланцетника, к активному отыскиванию и ловле добычи. В связи с этим путем укрепления мускулатуры и осевого скелета у них более развивались органы движения и усложнялись органы чувств. В тесной связи с усложнением органов чувств совершенствовалось строение переднего конца нервной трубки головного мозга. Как приспособление, защищающее головной мозг, возникла и стала развиваться черепная коробка. Укрепление мускулатуры и активизация движения повлекли за собой усиление кровообращения и образование сердца. Таким образом у животных, первоначально похожих на ланцетника, постепенно появились органы, присущие позвоночным животным.