星口動物
化石記録は乏しいが、中国南西部の帽天山にあるカンブリア紀の地層から発見されたArchaeogolfingiaとCambrosipunculusの化石は星口動物のものとされている。この2属は現生のフクロホシムシ科によく似ており、このグループの形態が長期間にわたって大きな変化を遂げてこなかったことを示唆している。
星口動物であるとされた化石はほかにもあるが、その一部は他の分類群であることが明らかになり、残りのものも疑問がある。バージェス頁岩から見つかったオットイアははじめホシムシとされたが、後にエラヒキムシであることが判明した。シルル紀と石炭紀のLecthaylus、ジュラ紀のEpitrachysなどを星口動物とみなす意見もあるが、疑う意見もある。消化管の構造が似ていることから、円錐形の殻を持つヒオリテスが星口動物に近いとする研究者もいるが、これも疑問視されている。
星口動物自体の化石ではないが、フランスの白亜紀初期の地層から発見されたムシノスチョウジガイ類のサンゴの化石は、ホシムシと共生した痕跡を残している。ほかに星口動物の生痕化石と思われる巣穴の痕跡やウミユリの瘤も見つかっているが、それらが本当にホシムシの生痕かどうかは不明である。