El primer cuerpo fósil de un animal bilateral es Vernanimalcula (“animalito de primavera”), un simple metazoo que vivió hace entre 580 y 600 millones de años, durante el período ediacariano. Vernanimalcula fue descubierto en 2005 en un depósito de fósiles fosfatados en la provincia de Guizhou, China, llamado Formación Doushantuo. Los fósiles fosfatados son extremadamente detallados, con características a nivel microscópico, lo que permite análisis imposibles con otros tipos de fósiles. Una minoría de científicos argumenta que Vernanimalcula es un artefacto tafonómico, causado por la intrusión de fosfato en un objeto esférico inorgánico o unicelular, pero la mayoría lo considera un fósil genuino de un animal bilateral.
La mayoría de los animales son bilaterales, lo que significa que son simétricos alrededor de un eje central. Las excepciones incluyen las esponjas, que no tienen simetría, los cnidarios (medusas y parientes), que tienen simetría radial, y algunos equinodermos (estrellas de mar y parientes) con simetría pentaradial, pero evolucionaron a partir de ancestros bilaterales. El resto de animales son bilaterales.
Vernanimalcula es un fósil pequeño (0.1 – 0.2 mm) de forma ovalada. Tiene boca, intestino y varias fosas superficiales que pueden ser órganos sensoriales. Si de hecho es un animal real y no un artefacto tafonómico, Vernanimalcula habría tenido algunos cientos de células. Puede haber sido eutélico, como muchas microfauna modernas, lo que significa que cada individuo adulto tenía el mismo número de células, y solo crecía en tamaño a medida que las células se expandían. Se cree que la vernanimalcula era tripoblástica, lo que significa que, como la mayoría de los animales modernos, su cuerpo constaba de tres capas, un ectodermo, un mesodermo y un endodermo.
El descubrimiento de los primeros animales bilaterales como Vernanimalcula ha enseñado a los científicos algunos datos interesantes sobre la evolución de los animales bilaterales en general. Primero, Vernanimalcula es un coelomato, lo que significa que posee una cavidad corporal. Esta es una evidencia de que los celomados fueron los primeros animales multicelulares y los acoelomados (como los nematodos) evolucionaron a partir de celomatos y no al revés.
Hay alguna evidencia circunstancial de animales bilaterales tripoblásticos incluso antes de hace 600 millones de años, en forma de rastros de fósiles de la India y el declive de las torres microbianas llamadas estromatolitos hace más de mil millones de años, lo que sugiere la posible presencia de organismos de pastoreo, que pueden haber sido animales bilaterales.