Les deutérostomes sont un grand superphylum d’animaux qui comprend des cordés (vertébrés), des échinodermes, des hémichordés (vers glands) et un petit phylum, Xenoturbellida, qui se compose de deux espèces de vers marins. Deutérostome signifie deuxième organisme buccal, une référence au fait que lors du développement embryologique chez les deutérostomiens, la première ouverture du corps devient l’anus, et la seconde la bouche, contrairement aux protostomes, où c’est le contraire. Une autre différence réside dans le clivage de l’embryon pendant la croissance – les deutérostomes présentent un clivage indéterminé, où il y a plus de place pour la variation de l’endroit où les cellules finissent par se retrouver, contrairement au clivage déterminé des protostomes, où la position finale de chaque cellule est fixée.
Superphylum plus petit que les protostomes, les deutérostomes ont l’avantage de contenir les animaux les plus complexes. Tous les animaux au-dessus d’un certain niveau de complexité défini arbitrairement sont susceptibles d’être des deutérostomes. Par exemple, les phylums les plus complexes, les Chordés, sont sans doute tous des deutérostomes. Contrairement aux protostomes, qui ont souvent une cavité corporelle très petite (coelome) ou pas du tout, les deutérostomes présentent des coelomes plus proéminents, ce qui aide à fournir un cadre contre lequel les muscles peuvent tirer, ainsi que le développement d’organes plus complexes dont l’évolution structurelle est indépendant de celui de la paroi du corps.
La plupart des deutérostomes les plus simples ont trois caractéristiques simples : des fentes branchiales, un cordon nerveux creux et un corps segmenté. Il semble probable que l’ancêtre commun de tous les deutérostomes avait ces caractéristiques. Il existe une certaine incertitude quant au moment où les deutérostomes se sont ramifiés des protostomes, mais de nombreux paléontologues considèrent qu’il y a 558 millions d’années comme une limite inférieure probable. Ernettia, un fossile de la fin de la période de l’Édiacarien, semble être un deutérostome probable, tandis que le mystérieux phylum éteint du Cambrien inférieur, Vetulicolia, présente des caractéristiques qui suggèrent qu’il s’agissait probablement de deutérostomes.
En seulement 20 millions d’années environ, les premiers deutérostomes simples ont évolué pour devenir les premiers vertébrés, en particulier les poissons sans mâchoire, qui sont les ancêtres de tous les poissons, requins et vertébrés terrestres. De nombreux groupes dérivés existent encore aujourd’hui – Xenoturbellida, vers glands, tuniciers, lancettes, etc. Les tuniciers sont l’un des plus inhabituels de ces groupes car leurs larves montrent qu’il s’agit d’un cordon nerveux, mais ils le perdent à l’âge adulte. Cela soulève la possibilité que les vertébrés aient évolué à partir de la forme larvaire de certains animaux invertébrés.