ซากดึกดำบรรพ์ตัวแรกของสัตว์ทวิภาคีคือ Vernanimalcula ("สัตว์ฤดูใบไม้ผลิขนาดเล็ก") ซึ่งเป็น metazoan ธรรมดาที่อาศัยอยู่ระหว่าง 580 ถึง 600 ล้านปีก่อนในช่วงยุค Ediacaran Vernanimalcula ถูกค้นพบในปี 2005 ในซากฟอสซิลฟอสเฟตในมณฑลกุ้ยโจวประเทศจีนเรียกว่าการก่อตัวของ Doushantuo ฟอสซิลฟอสฟอรัสมีรายละเอียดมากพร้อมคุณสมบัติในระดับจุลภาคทำให้ไม่สามารถวิเคราะห์ฟอสซิลประเภทอื่นได้ ชนกลุ่มน้อยของนักวิทยาศาสตร์ยืนยันว่า Vernanimalcula เป็นสิ่งประดิษฐ์ taphonomic ที่เกิดจากการบุกรุกของฟอสเฟตเป็นวัตถุทรงกลมอนินทรีย์หรือเซลล์เดียว แต่ส่วนใหญ่คิดว่ามันเป็นฟอสซิลที่แท้จริงของสัตว์ทวิภาคี
สัตว์ส่วนใหญ่เป็นทวิภาคีหมายความว่าพวกมันสมมาตรรอบแกนกลาง ข้อยกเว้นรวมถึงฟองน้ำที่ไม่มีความสมมาตร, cnidarians (แมงกะพรุนและญาติ) ซึ่งมีรัศมีสมมาตรและ echinoderms (ปลาดาวและญาติ) สองสามกับเพนตาราเดียนสมมาตร แต่วิวัฒนาการมาจากบรรพบุรุษทวิภาคี สัตว์ที่เหลือเป็นทวิภาคี
Vernanimalcula เป็นฟอสซิลทรงรีขนาดเล็ก (0.1 - 0.2 มม.) มันมีปากไส้และพื้นผิวหลายหลุมซึ่งอาจเป็นอวัยวะประสาทสัมผัส หากเป็นสัตว์จริงและไม่ใช่สิ่งประดิษฐ์ทาง Taphonomic Vernanimalcula จะมีเซลล์ไม่กี่ร้อยเซลล์ มันอาจจะเป็นยูเทลิกเหมือนกับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่ทันสมัยหลายคนซึ่งหมายความว่าบุคคลที่เป็นผู้ใหญ่ทุกคนมีจำนวนเซลล์เท่ากันและมีขนาดใหญ่ขึ้นเมื่อเซลล์ขยายตัว คิดว่า Vernanimalcula เป็น tripoblastic ความหมายเหมือนสัตว์ที่ทันสมัยที่สุดร่างกายของมันประกอบด้วยสามชั้น ectoderm, mesoderm และ endoderm
การค้นพบสัตว์ทวิภาคียุคแรกเช่น Vernanimalcula ได้สอนให้นักวิทยาศาสตร์ทราบข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเกี่ยวกับวิวัฒนาการของสัตว์ทวิภาคีโดยทั่วไป ประการแรก Vernanimalcula เป็น coelomate ซึ่งหมายความว่ามันมีโพรงร่างกาย นี่เป็นหลักฐานว่า coelomates เป็นสัตว์หลายเซลล์แรกและ acoelomates (เหมือนไส้เดือนฝอย) วิวัฒนาการมาจาก coelomates มากกว่าวิธีอื่น ๆ
มีหลักฐานบางอย่างเกี่ยวกับสัตว์ทวิภาคี tripoblastic แม้กระทั่งก่อน 600 ล้านปีที่ผ่านมาในรูปแบบของซากดึกดำบรรพ์ร่องรอยจากอินเดียและการลดลงของหอคอยจุลินทรีย์ที่เรียกว่า stromatolites กว่าพันล้านปีที่ผ่านมาแสดงให้เห็นถึงสิ่งมีชีวิตที่แทะเล็ม รับสัตว์ทวิภาคี
