自從所謂的塔利怪物于1955年被發現以來，這種形態古怪的生物化石難倒了無數科學家。無論是1955年首次發現了化石的弗朗西斯·塔利，还是研究过化石的古生物学家，都无法从分类学上确认这究竟是何种生物。而在此后的60多年間，它都被認爲是一種未知的軟體動物。
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通常情況下，塔利怪物長度可能達到8-35厘米。擁有魚鰓和被稱爲脊索、像脊椎一樣的靈活杆狀物，它具有一個長喙，上面有多達八個小尖齒。它的眼睛是長在背上的，而且眼球還是長在一個圓筒形的眼柄裏面的。有觀點認爲在當時僅有恐龍存在的地球上，塔利怪物就柄息在半鹹水區域或者淺灘海域之中。
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人們最早于1955年在美國伊利諾伊州東北部一個地方的煤礦中挖掘出大批“塔利怪物”化石。在那裏，岩石形成于3.09億年前∼3.07億年前。然而，該物種的化石還未在世界上其他地方出現過。這也是“塔利怪物”于1989年被命名爲伊利諾斯州化石的一個原因。
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通過對1200多塊化石進行的詳細分析，有的人認爲這是一種存在于3.07億年前的無颚魚，是現代七鰓鳗的祖先。
科學家最新研究發現該生物化石標本中存在色素細胞，從而認爲它可能是一種脊椎動物，因爲目前爲止只有在脊椎動物化石中才發現這種色素細胞，同時，這是迄今發現最早的生物色素細胞。
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另外還存在疑問的是關于它的分類，這種生物左右兩側類似鳍的部位可能是感覺器官，有可能是承擔視覺功能的眼睛，而它鳄魚一般的鳄部，與其說是頭部，倒更像是捕食器官。
關于這種奇怪生物到底是什麽，與現存生物有何關系，科學家還在探索中。
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