Os primeiros esqueletos vertebrados realmente mineralizados teriam evoluído em ostracodermos, um grupo do tronco dos gnatostomados, como um esqueleto dérmico independente do esqueleto dos equinodermos, e ocorreu simultaneamente dentro de uma pequena janela ao longo da transição Ediacara-Cambriano, sugerindo uma rápida e sincronizada evolução da biomineralização em vários filos, p. ex. na explosão do Cambriano. O aumento da massa esquelética é uma exigência biomecânica para aumento do tamanho corporal, e o desenvolvimento de esqueletos fosfatados pós-craniais em vertebrados, forneceu, entre outras coisas, suporte biomecânico para a colonização da terra.
Similaridades no desenvolvimento do esqueleto mineralizado em animais ainda existentes provavelmente refletem não ancestralidade compartilhada, mas evolução convergente ou paralela. Tecidos mineralizados talvez derivem da mineralização de substratos esqueléticos pré-existentes (p. ex. cutícula), sendo a posse de estrutura esquelética anterior ao advento de estruturas mineralizadas. Pode ser que a evolução paralela da biomineralização no Cambriano não tenha somente cooptado o maquinário molecular preexistente mas também tenha utilizado o esqueleto não-mineralizado derivado de um ancestral comum.
