Les invertébrés sont des animaux sans colonne vertébrale. Ils représentent 97% de toutes les espèces animales, y compris tous les vers, insectes, arachnides, crustacés, mollusques, méduses, étoiles de mer, nématodes, éponges et toute la microfaune. Le plus petit vertébré, le poisson femelle Paedocypris, mesure 7.9 mm de long, donc tout ce qui est plus petit appartient à ce groupe. Génétiquement, l’une des principales différences avec les vertébrés est que les invertébrés n’ont qu’un seul groupe de gènes Hox, tandis que les vertébrés en ont plusieurs. Les humains ont 4 clusters Hox. Tous les 38 phylums d’animaux, à l’exception d’un sous-ensemble, les Chordata, sont des invertébrés.
Les vertébrés et les invertébrés se sont séparés au cours de l’évolution entre 525 et 520 millions d’années, lorsque huit premiers animaux vertébrés apparaissent dans les archives fossiles, notamment le poisson sans mâchoire Myllokunmingia. Avant cela, les animaux existaient depuis au moins 80 millions d’années sous des formes qui n’avaient pas de colonne vertébrale. Depuis lors, ils ont été les animaux les plus performants au monde en termes de biomasse, notamment les crustacés dans la mer, les arthropodes sur terre et les nématodes dans les deux.
En termes de taille, les vertébrés ont tendance à avoir l’avantage, bien qu’il y ait eu des invertébrés assez gros à travers l’histoire, y compris Mesonychoteuthis hamiltoni, le calmar colossal, avec une taille maximale d’environ 40 à 46 pieds (12 à 14 m); les euryptérides éteints (scorpions de mer), qui mesuraient jusqu’à 8 pieds (2.5 m); Arthropleura (mille-pattes géant), à 8.5 pieds (2.6 m); et le griffinfly, Meganeuropsis permiana, avec une envergure de 2.3 pi (71 cm). En moyenne, cependant, les invertébrés ont tendance à être microscopiques ou de la taille d’un insecte, tandis que le vertébré typique est de la taille d’un poisson ou d’un rongeur.
En raison de leurs taux de reproduction rapides et de leur simplicité structurelle comparative, certains invertébrés, tels que les nématodes et les mouches des fruits, sont couramment utilisés en science comme organismes modèles. Une grande partie de ce que nous savons sur la génétique et la biomécanique provient d’études détaillées de ces créatures.
Un sous-ensemble d’animaux sans colonne vertébrale, appelés invertébrés aquatiques visibles à l’œil nu, a reçu le nom de macroinvertébrés. L’abondance et la diversité de ces animaux sont considérées comme un indicateur important de l’état environnemental d’une zone. Ils sont l’un des maillons les plus importants de la chaîne alimentaire au-dessus du niveau de la microfaune et en dessous du niveau des prédateurs supérieurs. Certains macroinvertébrés sont bien sûr antérieurs à d’autres macroinvertébrés.