Palaeospondylus был древней бесчелюстной рыбой, имел тело длиной пять сантиметров и жил в девонский период палеозойской эры около 390 млн лет назад. Для изучения его останков палеонтологи применили синхротрон RIKEN SPring-8 для создания микротомограмм высокого разрешения при помощи синхротронного рентгеновского излучения.

Ученые обнаружили в черепе три полукружных канала, составляющих внутреннее ухо. Это опровергает результаты предыдущих исследований, которые предполагали, что Palaeospondylus эволюционно близок примитивным позвоночным. Другие ключевые особенности черепа помогли поместить животное в категорию тетраподоморфов, она состоит из четвероногих и их ближайших родственников. При этом Palaeospondylus был более тесно связан с четвероногими животными, чем со многими другими известными тетраподоморфами, у которых все еще сохранялись плавники.

При этом у животного отсутствовали зубы, кожное окостенение и парные придатки, имеющиеся в окаменелостях других животных, живших в то же время, что и Palaeospondylus. Ученые предположили, что это результат гетерохронного эволюционного процесса, из-за которого тело взрослого животного остается в личиночной стадии, что наблюдается в современном мире, например, у аксолотлей.