I primi animali complessi multicellulari di qualsiasi tipo compaiono nei reperti fossili circa da 600 a 590 milioni di anni fa, in particolare nella Formazione Twitya nelle montagne Mackenzie del Canada. Questi sono semplici animali a forma di coppa che appaiono in forma fossile come semplici impronte di dischi e anelli. Si pensa che corrispondano a semplici cnidari (parenti di meduse) o spugne. Poiché sono così semplici, questi fossili forniscono poche informazioni sugli animali che li hanno creati. Tuttavia, sono ancora considerati “complessi” a causa delle loro dimensioni molto grandi (circa un pollice di diametro) rispetto ai più semplici fossili unicellulari microscopici di prima e accanto a loro.
I successivi animali complessi più antichi conservati come fossili appaiono nella Formazione Doushantuo nella Cina centro-meridionale. È conservata un’ampia varietà di embrioni fossili, così come il primo animale bilaterale conosciuto, il Vernanimacula da 0.1 mm (circa 590-600 mya), il “piccolo animale primaverile”, un minuscolo animale a forma di sfera con quello che sembra essere un fossile intestino, così come fosse superficiali che possono essere strutture sensoriali. Piccoli embrioni fossili di animali complessi, come gli cnidari, sono conservati con un livello di dettaglio senza precedenti nella Formazione Doushantuo, fornendo ai paleontologi importanti informazioni sui primi embrioni conosciuti.
Un altro fossile antico tra gli animali complessi è l’enigmatico Cloudina, un fossile segmentato costituito da coni di calcite stratificati l’uno sull’altro. Misurati con incrementi di millimetri, questi fossili sono tra le prime conchiglie conosciute nella documentazione fossile. Mostrano gemme, il che suggerisce che si riprodussero asessualmente, così come predatori noiosi, il che dimostra che c’erano predatori anche agli albori della vita multicellulare conosciuta. Come molti dei primi fossili, c’è una mancanza di incertezza su cosa fosse esattamente Cloudina: l’opinione corrente è divisa tra l’idea che l’esemplare sia un anellide del gruppo stelo e che qualsiasi classificazione, anche a livello di phylum, non è saggia. Potrebbero essere archeociatidi, antiche spugne che hanno costruito scogliere centinaia di milioni di anni prima dell’evoluzione del corallo.
I primi veri fossili di “animali complessi” (più grandi di 1 mm, non cnidari o coralli) hanno circa 575 milioni di anni e si trovano nell’assemblaggio di Mistaken Point a Terranova, in Canada. La più antica in assoluto è la Charnia wardi, un organismo a forma di fronda con creste alternate destra e sinistra. Poiché queste creste non sono completamente simmetriche attorno all’asse centrale, Charnia non è un vero organismo bilaterale e può essere descritto solo come semi-bilateriale. Inizialmente descritto come uno dei primi parenti delle penne marine, gli scienziati ora semplicemente non hanno idea di come classificare la Charnia.