Ongewervelde
Alle ongewervelde dieren hebben de afwezigheid van een wervelkolom (ruggengraat) gemeen: hierdoor wordt een onderscheid gemaakt tussen ongewervelde en gewervelde dieren. Het onderscheid is er slechts een van gemak; het is niet gebaseerd op een duidelijke biologisch homologe eigenschap, evenmin als de gemeenschappelijke eigenschap vleugels te hebben insecten, vleermuizen en vogels functioneel verenigt, of dan het niet hebben van vleugels schildpadden, slakken en sponzen verenigt. Ongewervelde dieren zijn heterotrofen, en hebben voedsel nodig in de vorm van consumptie van andere organismen. Op enkele uitzonderingen na, zoals de Porifera, hebben ongewervelde dieren over het algemeen een lichaam dat bestaat uit gedifferentieerde weefsels. Ook is er meestal een spijsverteringskamer met een of twee openingen naar buiten.
Morfologie en symmetrie
De lichaamsplannen van de meeste meercellige organismen vertonen een vorm van symmetrie, hetzij radiaal, bilateraal, of bolvormig. Een minderheid vertoont echter geen symmetrie. Een voorbeeld van asymmetrische ongewervelden zijn alle gastropoden. Dit is goed te zien bij slakken en zeeslakken, die spiraalvormige schelpen hebben. Slakken lijken uitwendig symmetrisch, maar hun pneumostome (ademhalingsgat) bevindt zich aan de rechterzijde. Andere gastropoden ontwikkelen uitwendige asymmetrie, zoals Glaucus atlanticus die asymmetrische cerata ontwikkelt wanneer ze volwassen worden. De oorsprong van de asymmetrie bij buikpotigen is onderwerp van wetenschappelijk debat.
Andere voorbeelden van asymmetrie zijn te vinden bij wenkkrabben en heremietkreeften. Zij hebben vaak één klauw die veel groter is dan de andere. Als een mannelijke wenkkrab zijn grote klauw verliest, groeit er na de rui een andere aan de andere kant. Naast koraalkolonies (met uitzondering van de afzonderlijke poliepen die een radiale symmetrie vertonen) zijn ook andere asymmetrische sessiedieren zoals sponzen; alpheidae klauwen die geen nijptang hebben; en sommige copepoden, polyopisthocotyleeën en monogeneën die parasiteren door aanhechting of verblijf in de kieuwkamer van hun visgastheren).
Nervieus systeem
Neuronen verschillen bij ongewervelden van cellen van zoogdieren. Ongewervelde cellen vuren als reactie op soortgelijke stimuli als zoogdieren, zoals weefseltrauma, hoge temperatuur of veranderingen in de pH-waarde. De eerste ongewervelde waarin een neuroncel werd geïdentificeerd was de medicinale bloedzuiger, Hirudo medicinalis.
Leren en geheugen met behulp van nociceptoren in de zeehaas, Aplysia, is beschreven. Neuronen van weekdieren zijn in staat toenemende druk en weefseltrauma’s te detecteren.
Neuronen zijn geïdentificeerd in een breed scala van ongewervelde soorten, waaronder anneliden, weekdieren, nematoden en geleedpotigen.
Respiratoir systeem
Eén type van het ademhalingssysteem van ongewervelde dieren is het open ademhalingssysteem dat bestaat uit spiracles, tracheae, en tracheoles die terrestrische geleedpotigen hebben om metabolische gassen van en naar weefsels te transporteren. De verdeling van de spirakels kan sterk variëren tussen de vele orden van insecten, maar in het algemeen kan elk segment van het lichaam slechts één paar spirakels hebben, die elk in verbinding staan met een atrium en daarachter een relatief grote tracheale buis hebben. De tracheeën zijn invaginaties van het cuticulair exoskelet die zich vertakken (anastomose) over het hele lichaam met diameters van slechts enkele micrometers tot 0,8 mm. De kleinste buisjes, de tracheolen, dringen de cellen binnen en dienen als diffusieplaatsen voor water, zuurstof en kooldioxide. Gas kan door het ademhalingssysteem worden geleid door middel van actieve ventilatie of passieve diffusie. In tegenstelling tot gewervelde dieren hebben insecten over het algemeen geen zuurstof in hun hemolymfe.
Een tracheale buis kan ribbelvormige omtrekringen van taenidia bevatten in verschillende geometrieën, zoals lussen of spiraalvormen. In de kop, de thorax of het abdomen kunnen tracheeën ook verbonden zijn met luchtzakken. Veel insecten, zoals sprinkhanen en bijen, die de luchtzakken in hun achterlijf actief leegpompen, zijn in staat de luchtstroom door hun lichaam te regelen. Bij sommige waterinsecten wisselen de tracheeën rechtstreeks gas uit via de lichaamswand, in de vorm van een kieuw, of functioneren zij in wezen als normaal, via een plastron. Merk op dat de tracheeën van geleedpotigen, hoewel ze inwendig zijn, tijdens de rui (ecdysis) worden afgestoten.
Reproductie
Net als gewervelde dieren planten de meeste ongewervelde dieren zich ten minste gedeeltelijk voort door middel van geslachtelijke voortplanting. Ze produceren gespecialiseerde voortplantingscellen die meiose ondergaan om kleinere, beweeglijke spermatozoa of grotere, niet-beweeglijke eicellen te produceren. Deze versmelten tot zygoten, die zich tot nieuwe individuen ontwikkelen. Andere zijn in staat tot ongeslachtelijke voortplanting, of soms tot beide voortplantingsmethoden.
Sociale interactie
Sociaal gedrag is wijdverbreid bij ongewervelden, waaronder kakkerlakken, termieten, bladluizen, tripsen, mieren, bijen, Passalidae, Acari, spinnen, en meer. Sociale interactie is vooral belangrijk bij eusociale soorten, maar geldt ook voor andere ongewervelden.
Insecten herkennen informatie die door andere insecten wordt doorgegeven.
Phyla
De term ongewervelden omvat verschillende phyla. Een daarvan zijn de sponzen (Porifera). Lange tijd werd gedacht dat zij al vroeg van andere dieren waren afgescheiden. Zij missen de complexe organisatie die in de meeste andere phyla gevonden wordt. Hun cellen zijn gedifferentieerd, maar in de meeste gevallen niet georganiseerd in afzonderlijke weefsels. Sponzen voeden zich meestal door water op te zuigen via poriën. Sommigen speculeren dat sponzen niet zo primitief zijn, maar in plaats daarvan secundair vereenvoudigd zijn. De Ctenophora en de Cnidaria, waartoe zeeanemonen, koralen en kwallen behoren, zijn radiaal symmetrisch en hebben spijsverteringskamers met één enkele opening, die zowel als mond als anus dient. Beide hebben afzonderlijke weefsels, maar ze zijn niet georganiseerd in organen. Er zijn slechts twee belangrijke kiemlagen, het ectoderm en het endoderm, met slechts verspreide cellen ertussen. Als zodanig worden zij soms diploblastisch genoemd.
De Echinodermata zijn radiaal symmetrisch en uitsluitend marien, met inbegrip van zeesterren (Asteroidea), zee-egels, (Echinoidea), broze sterren (Ophiuroidea), zeekomkommers (Holothuroidea) en vedersterren (Crinoidea).
Het grootste dierlijke phylum wordt ook tot de ongewervelden gerekend: de Arthropoda, waartoe insecten, spinnen, krabben en aanverwanten behoren. Al deze organismen hebben een lichaam dat in zich herhalende segmenten is verdeeld, meestal met gepaarde aanhangsels. Bovendien bezitten zij een verhard exoskelet dat tijdens de groei periodiek wordt afgeworpen. Twee kleinere fyla, de Onychophora en de Tardigrada, zijn nauwe verwanten van de geleedpotigen en delen deze kenmerken. De Nematoda of rondwormen, zijn misschien wel de op één na grootste dierlijke phylum, en zijn ook ongewervelden. Rondwormen zijn meestal microscopisch klein, en komen in bijna elke omgeving voor waar water is. Een aantal zijn belangrijke parasieten. Kleinere verwante fyla zijn de Kinorhyncha, Priapulida, en Loricifera. Deze groepen hebben een gereduceerd coëloom, een pseudocoelom genoemd. Andere ongewervelde dieren zijn de Nemertea of lintwormen, en de Sipuncula.
Een ander phylum zijn de Platyhelminthes, de platwormen. Deze werden oorspronkelijk als primitief beschouwd, maar nu blijkt dat zij zich uit complexere voorouders hebben ontwikkeld. Platwormen zijn acoelomaten, die geen lichaamsholte hebben, net als hun naaste verwanten, de microscopische Gastrotricha. De Rotifera of rotiferen, komen algemeen voor in waterige milieus. Tot de ongewervelde dieren behoren ook de Acanthocephala of stekelwormen, de Gnathostomulida, de Micrognathozoa en de Cycliophora.
Daaronder vallen ook twee van de meest succesvolle dierlijke fyla, de Mollusca en de Annelida. De eerste, die naar aantal beschreven soorten de op één na grootste dierlijke phylum is, omvat dieren als slakken, kokkels en inktvissen, en de laatste omvat de gesegmenteerde wormen, zoals regenwormen en bloedzuigers. Deze twee groepen zijn lang beschouwd als naaste verwanten vanwege de gemeenschappelijke aanwezigheid van trochofore larven, maar de anneliden werden beschouwd als dichter bij de geleedpotigen omdat zij beide gesegmenteerd zijn. Nu wordt dit algemeen beschouwd als convergente evolutie, vanwege de vele morfologische en genetische verschillen tussen de twee phyla.
Tot de kleinere phyla van ongewervelden behoren de Hemichordata, of eikelwormen, en de Chaetognatha, of pijlwormen. Andere phyla omvatten Acoelomorpha, Brachiopoda, Bryozoa, Entoprocta, Phoronida, en Xenoturbellida.