El análisis filogenómico presenta las siguientes relaciones entre grandes gruposː[7]​ Xenacoelomorpha Chordata Hemichordata Echinodermata Priapulida Kinorhyncha Loricifera Nematomorpha Nematoda Tardigrada Onychophora Arthropoda Chaetognatha Gnathostomulida Micrognathozoa Rotifera Dicyemida Annelida Mollusca Nemertea Platyhelminthes Gastrotricha Cycliophora Entoprocta Brachiopoda Bryozoa Phoronida Otra versión del mismo análisis obtuvo lo siguiente: Xenacoelomorpha Chordata Hemichordata Echinodermata Priapulida Kinorhyncha Loricifera Nematomorpha Nematoda Tardigrada Onychophora Arthropoda Chaetognatha Gnathostomulida Micrognathozoa Rotifera Dicyemida Gastrotricha Platyhelminthes Cycliophora Entoprocta Nemertea Mollusca Annelida Brachiopoda Bryozoa Phoronida Se ha señalado históricamente que el ancestro común de todos los nefrozoos era un organismo parecido a un anélido, con parapodios y cuerpo completamente metamérico y segmentado (hipótesis Articulata expandida),[8]​[9]​ tal propuesta se guía principalmente en la supuesta homología de segmentación entre Panarthropoda,[10]​[11]​ Annelida,[12]​[13]​ Chordata[14]​[15]​[16]​ y Proarticulata;[17]​[15]​[16]​ y si los proarticulados son "segmentados" entonces los nefrozoos también deberían serlo por horquillado filogenético, dado que los miembros de Proarticulata están fuera de Nephrozoa.

[15]​[16]​ Si bien existen patrones de genes Hox distribuidos por varias partes del cuerpo, no hay apoyo inequívoco a un urbilateriano segmentado.

[19]​ Esta aligera la transición de los ancestros similares a antozoos (polipoides tentaculados) y los nefrozoos modernos.

[19]​ Bajo esa hipótesis los proarticulados serían un callejón sin salida evolutivo cuya segmentación surgió independientemente de un ancestro polipoide sin desarrollar ano.

[18]​[19]​ Entonces el ancestro de los nefrozoos adquiriría un cuerpo sésil semi-metamérico derivado de las divisiones radiales del interior del ancestro parahoxozoario gracias a la homología entre el endodermo cnidario y el mesodermo bilateral,[20]​ la segmentación completa ocurriría independientemente en distintos grupos.