半索动物和棘皮动物的亲缘关系最近，它们可能是由一类共同的原始祖先分支进化而成。
理由是：
①半索动物和棘皮动物都是后口动物。
②两者的中胚层都是由原肠凸出形成。
③柱头虫的幼体（柱头幼虫）与棘皮动物的幼体（例如短腕幼虫）形态结构非常相似。
④脊索动物肌肉中的磷肌酸含有肌酸，无脊椎动物肌肉中的磷肌酸含有精氨酸，而棘皮动物的海胆和半索动物的柱头虫肌肉中都同时含有肌酸和精氨酸。这些证据都说明了这两类动物有较近的亲缘关系。