Les arthropodes sont les plus grands de tous les phylums animaux, avec plus d’un million d’espèces décrites, estimées entre 6 et 7 millions au total. Les arthropodes, dont le nom signifie pieds articulés, se caractérisent par un exosquelette dur, des corps segmentés et un système circulatoire ouvert. Le groupe comprend des insectes, des crustacés, des myriapodes (mille-pattes et mille-pattes), des chélicères (arachnides et limules) et plusieurs groupes éteints, dont les trilobites. La phylogénie des arthropodes est un sujet scientifique en suspens, et les opinions continuent de changer à mesure que de nouvelles informations arrivent.
Les arthropodes sont presque universellement considérés comme monophylétiques, ce qui signifie qu’ils descendent d’un ancêtre commun plutôt que d’apparaître plusieurs fois. Cela contraste avec l’opinion prédominante dans les années 1970. Une étude de 2001 sur les arthropodes place le groupe à côté des tardigrades, un phylum d’animaux aquatiques microscopiques. Les deux sont à leur tour liés aux vers de velours, un groupe de vers terrestres sophistiqués dont les fossiles remontent au Cambrien ou avant (il y a environ 545 millions d’années). Les arthropodes existaient au début du Cambrien, il y a environ 530 millions d’années, mais la question de savoir s’ils existaient avant cela fait débat. Les cuticules dures, comme celles universelles chez les arthropodes, n’apparaissent dans les archives fossiles qu’il y a environ 545 millions d’années.
Il existe actuellement deux théories principales quant au placement des arthropodes dans l’arbre de vie. On met les arthropodes à côté des annélides (vers segmentés), sur la base de leur segmentation commune. Une analyse plus récente place les arthropodes aux côtés des nématodes et de plusieurs petits phylums tels que les vers péniens, sur la base de la caractéristique commune de la mue. Ce groupe est appelé Ecdysozoa après ecdysis, qui signifie mue. La mue signifie que l’animal grandit en perdant son exosquelette, puis en grossissant jusqu’à ce qu’un nouvel exosquelette durcisse.
Notre compréhension de la relation entre les groupes d’arthropodes est actuellement en pleine évolution. Un système de classification des années 70 place les arthropodes dans les mandibules, y compris les myriapodes, les crustacés et les hexapodes (insectes), les hexapodes et les myriapodes étant un clade commun, Atelocerata, et le reste des arthropodes dans Chelicerata. Ce schéma de classification a été progressivement rejeté car de nouvelles études soulignent que les hexapodes sont en fait nichés dans des crustacés (ce qui signifie que les premiers arthropodes terrestres ont évolué à partir de crustacés, et non de myriapodes), les myriapodes et les chélicérates étant en fait un groupe frère appelé Myriochelata. C’est ce qu’on appelle l’hypothèse de Pancrustacea. Ces classifications seront certainement affinées à mesure que de plus en plus de données moléculaires et fossiles arriveront.