Rama de la Zoología que estudia las analogías y diferencias existentes entre los animales vertebrados, desde los peces hasta el hombre; asunto importante no sólo por sí mismo sino por constituir la clave para comprender la teoría de la evolución. El estudio de la anatomía de los vertebrados, realizado principalmente mediante la disección, revela que estos animales están constituidos según un plan general, aunque sus diferentes estructuras parecen haber sufrido transformaciones graduales, desde la primitiva configuración pisciforme a la propia de los mamíferos actuales.
Al igual que el hombre, el pez posee una cabeza provista de nariz, ojos y oídos y un tronco dotado de órganos de locomoción (aletas). Al ascender por la escala zoológica, podemos comprobar que en los vertebrados el hábito de vivir en tierra va acompañado de una separación gradual de la cabeza respecto del tronco, con la aparición de una región intermedia que permite girar la cabeza en diferentes direcciones; las aletas, por otra parte, se transforman en extremidades.
La piel puede desarrollar varias clases de estructuras protectoras, como escamas, plumas y pelos. Comparando estas formaciones por medio del examen microscópico se puede ver que las escamas de los peces, por ejemplo, no se forman de igual modo que las de las serpientes, mientras que las plumas y los pelos señalan a los reptiles como los antepasados de aves y mamíferos.
Una característica sobresaliente de los vertebrados es su esqueleto óseo interno, cuyas principales partes son: el cráneo, en la cabeza, la columna vertebral, a lo largo de la espalda, y los huesos de las extremidades, que, aunque existen en todos los vertebrados, presentan muchas variaciones. El cráneo se hace más sólido al reducirse el número de sus huesos; la columna vertebral muestra diferencias regionales para adaptarse a su nueva misión de soportar el peso del cuerpo sobre el suelo, de igual modo que las extremidades cambian en relación con los nuevos hábitos de vida. Así, las aletas torácicas de los peces se transforman en los brazos de los animales terrestres y las alas de los animales voladores. En las aves el ala está constituida conjuntamente por .todos los huesos propios de la extremidad, mientras que en los murciélagos es una prolongación de la piel, sostenida por los huesos del carpo y los dedos enormemente alargados.
Los cambios experimentados por la región branquial constituyen uno de los temas más interesantes de la anatomía comparada. Los peces respiran por medio de branquias, filamentos muy vascularizados que nacen en los bordes de los arcos esqueléticos llamados branquiales. Éstos se encuentran separados por las hendiduras branquiales, que son aberturas del aparato digestivo al exterior. El agua ingerida por la boca se desliza a través de las hendiduras branquiales y baña las branquias. Cuando los vertebrados pasaron a la vida terrestre, las branquias resultaron inútiles y desaparecieron para ser substituidas en su función por los pulmones. La estructura de la región branquial quedó tan firmemente implantada, sin embargo, que los arcos branquiales, las hendiduras y los vasos sanguíneos y nervios reaparecen en los embriones de los vertebrados terrestres. Es más, muchas partes del aparato branquial persisten en forma alterada en los adultos. Así, una parte de los arcos óseos branquiales se incorporó al oído, formando sus huesecillos, y otras persisten en la laringe. Los músculos que hacían funcionar las branquias pueden identificarse en la cabeza humana y en la de otros vertebrados terrestres, y los nervios reguladores de su funcionamiento en los peces siguen adscritos a los músculos cefálicos.
El aparato circulatorio experimenta también grandes cambios al pasar de la respiración branquial a la pulmonar. La serie de vasos sanguíneos que atravesaban los arcos branquiales para llegar a las branquias desaparece, en parte, gradualmente, pero uno de ellos se transforma en el cayado de la aorta. El corazón era, inicialmente, un tubo de dirección única que transportaba solamente sangre venosa que se dirigía a las branquias para oxigenarse, pero cuando los pulmones entraron a formar parte del circuito, el corazón se fue dividiendo gradualmente en forma que la sangre venosa circulase por su mitad derecha y la sangre arterial por la izquierda.
En el sistema nervioso, un cambio principalísimo es el aumento relativo de tamaño que ha experimentado la parte del cerebro conocida con el nombre de hemisferios cerebrales, sede en el hombre de los procesos conscientes. La distribución de los nervios permanece casi invariable a través de las sucesivas series de vertebrados y puede adivinarse en la organización segmentaria de los peces.
Por el estudio de los vertebrados y de sus embriones se ha deducido que los riñones se extendían primitivamente a lo largo del tronco. En los mamíferos están relegados a una sola región. Una adaptación extraña de los vertebrados es la de utilizar una parte de los riñones primitivos para el paso del esperma. Esta parte es el epidídimo del aparato reproductor de los mamíferos machos. En la hembra, los conductos genitales, que en su origen servían sólo para el paso de los óvulos desde los ovarios al exterior, se modificaron generalmente para permitir el desarrollo del embrión en el interior del cuerpo.
