無脊椎動物多樣性的研究在系統發育基因組學和發育演化生物學（evo-devo）的推動下持續產出重要發現。
節肢動物的系統發育與 Pancrustacea 假說
Regier et al.（2010, Nature）的大規模分子系統發育分析確認了 Pancrustacea（泛甲殼動物）假說：六足類（包含昆蟲）嵌套在甲殼類之內，而非甲殼類的姊妹群。這意味著昆蟲本質上是「陸生甲殼類」。Schwentner et al.（2017, Curr Biol）進一步將仙女蝦目（Branchiopoda）或混足類（Remipedia）鑑定為六足類最近的甲殼類近親，但確切的姊妹群關係仍有爭議。
軟體動物神經系統的演化洞見
頭足類（特別是章魚）具有動物界中最複雜的無脊椎動物神經系統（約 5 億個神經元，接近犬類）。Albertin et al.（2015, Nature）對加州雙斑章魚（Octopus bimaculoides）基因組的分析發現了原鈣黏蛋白（protocadherin）基因的大規模擴增——在脊椎動物中，protocadherin 的多樣化與神經元個體化（neuronal individuality）密切相關。這暗示了趨同演化在複雜神經系統發展中的角色。
Arendt et al.（2016, Nature Rev Neurosci）提出了「大腦核心型」（core brain）概念——軟體動物和脊椎動物的中樞神經系統可能共享從兩側對稱動物祖先繼承的基本迴路組織。
線蟲的多樣性與生態角色
van den Hoogen et al.（2019, Nature）首次對全球土壤線蟲進行空間建模，估計全球土壤中有 ~4.4 × 10²⁰ 隻線蟲，生物量約 3 億噸碳。線蟲的營養多樣性（食菌、食植物、捕食、雜食）使其成為土壤食物網的關鍵結構組分。
C. elegans 的完整連接組（connectome，302 個神經元的全部 ~7,000 個突觸，White et al., 1986, Phil Trans R Soc）仍是神經科學唯一完成的整體神經連線圖。Cook et al.（2019, Nature）更新了高解析度的電子顯微鏡重建版本，修正了原始數據中的大量錯誤。
珊瑚的共生崩潰與全球珊瑚白化
珊瑚-蟲黃藻（Symbiodiniaceae）共生是珊瑚礁生態系統的基礎。Hughes et al.（2017, Nature）記錄了 2016 年大堡礁史上最嚴重的白化事件——>90% 的珊瑚經歷白化，影響範圍遠超過去。Claar et al.（2020, Nature Climate Change）的 meta-analysis 指出全球白化事件的頻率從 1980 年代的每 25-30 年一次加速到現在每 6 年一次，遠超珊瑚的恢復速度。
LaJeunesse et al.（2018, Current Biology）將蟲黃藻重新分類為多個屬（Symbiodiniaceae 科），揭示了共生者的多樣性遠超預期——不同的蟲黃藻品系對熱壓力的耐受性顯著不同，為珊瑚的適應性管理（assisted gene flow、probiotics）提供了理論基礎。