節足動物
知られる最古の節足動物は、およそ5億年前のカンブリア紀に遡る。この地質時代からは、アノマロカリスとオパビニアをはじめとするラディオドンタ類(アノマロカリス類)やオパビニア類など、節足動物的性質と節足動物らしからぬ性質を兼ね備える古生物が見つかり、節足動物の絶滅した基部系統(ステムグループ)を表したものとして広く注目される(後述)。しかし、派生的な節足動物の知られる最古の化石記録はそれ以上に早期(体の化石は約5億2,100万年前まで、生痕化石は約5億3,700万年前まで)のため、節足動物の基部系統は中間的な化石記録を欠いており、実際の起源は記録以上に古かったことが示唆される。なお、カンブリア紀とその直前のエディアカラ紀の化石産地の比較により、その起源は、エディアカラ紀晩期(約5億5,000万年前)より古くはなかったと考えられる。
ラディオドンタ類のアノマロカリス
オパビニア類のオパビニア
パンブデルリオンとケリグマケラ
シベリオン類の葉足動物メガディクティオン
節足動物の基部系統に含まれる古生物、いわゆる基盤的な節足動物(ステム節足動物 stem-arthropods, ステムグループ節足動物 stem-group arthropods)は、主にラディオドンタ類、オパビニア類、シベリオン類、およびこれらの古生物の特徴を掛け合わせたようなケリグマケラとパンブデルリオンがある。
成長するたびに、外骨格を含めて節足動物のクチクラはそれと共に大きくならず、代わりに既存のクチクラの下で柔軟な新しいクチクラを形成し、古いクチクラを抜き捨ててから新しいクチクラが膨らんで大きくなる。この過程は脱皮(ecdysis)といい、昆虫の場合は特定の成長過程を指すのに蛹化(終齢幼虫から蛹になる脱皮)や羽化(成虫になる最終脱皮)とも呼ばれる。ただし新しいクチクラの外骨格は柔らかく、元の硬さになるまで時間も掛かるため、脱皮中や脱皮直後の節足動物は普段より無防備で、外骨格が硬くなるまで主に体内の水圧や空気で体の形を整っている。そのため節足動物の脱皮は、捕食者が少ない時間帯や巣穴などの隠れ場所で行うことが多く、例えばセミは夜中で羽化し、一部の昆虫の幼虫とヤスデは脱皮前に繭を作る。また、成分を回収するように古いクチクラを摂食する種類や、脱皮直後の配偶の無防備さを利して繁殖行動をする種類も知られている。
クモの脚の聴毛
様々な昆虫の触角
昆虫の小顎髭(d)と下唇鬚(e)
節足動物は様々な感覚器を通じて周りの環境を感知する。体表は常に剛毛(刺毛、感覚毛、seta, 複: setae)をもち、種類により触覚・振動・音・水流・気流・温度・嗅覚・味覚・化学物質など視力以外の感覚を担う。中で振動を感知するのに特化したものは聴毛(trichobothrium, 複: trichobothria)と呼ぶ。
鋏角類以外の節足動物の頭部は、往々にして触角(antenna, 複: antennae)という関節肢をもち、ほとんどの場合は重要な感覚器である。なお、触角をもたない鋏角類の中でも、ウデムシやサソリモドキのように、一部の脚が触角状の感覚器に特化した例がある。
他にも昆虫の小顎と下唇にある顎鬚(palp)が嗅覚や味覚に関わり、一部の昆虫と甲殻類の後端にある尾毛(cercus, caudal ramus)も感覚器官として用いられる。サソリの櫛状板(pectine)とヒヨケムシのラケット器官(malleoi)は各群に特有の感覚器であり、一部の昆虫は特定の部分(例えばコオロギやキリギリスの前脚脛節・バッタの腹部・カマキリの後胸部腹面)に特化した聴覚器官である鼓膜器官(tympanal organ)をもつ。
感覚用の第1脚をもつウデムシ
長い触角と尾毛をもつシミ
サソリの櫛状板(赤印先)
キリギリス科の前脚の鼓膜器官(赤印先)