塔利怪物（学名：Tullimonstrum）是一种分类不明的形状怪异的软体海洋生物，大约在3.09 - 3.07亿年前的石炭纪生活在浅热带沿海水域。以在1958年首次发现其化石样本的业余化石猎人弗朗西斯·塔利命名。它是一种已灭绝的两侧对称的动物，目前仅有一种已知的物种，也就是寻常塔利怪物（Tullimonstrum gregarium），最大的塔利怪物体长在30厘米左右。

塔利怪物化石

塔利怪物的化石只产出于美国伊利诺伊州东北部一个煤矿，在世界上其他地方未曾出现过，因此，在1989年被命名为伊利诺斯州化石

塔利怪物化石

作为一种软体动物化石，塔利怪物不但很难辨认，对它的分类目前也众说纷纭、莫衷一是。

目前只能确定它属于动物界-真后生动物亚界-副同源异形基因动物-两侧对称动物。真后生动物（Eumetazoa）是指所有具有细胞组织的动物，动物中只有多孔动物门不属于真后生动物；副同源异形基因动物（ParaHoxozoa）是真后生动物的一个演化支，包含扁盘动物门、刺胞动物门与两侧对称动物，为栉水母动物门的姊妹群；两侧对称动物（Bilateria），又名左右对称动物，在旧时的分类体系中与辐射对称动物（Radiata）共同组成真后生动物（Eumetazoa，弃用分类）。

塔利怪物复原图

2016年，一项对1200多块化石进行的详细分析，从多个角度提供了关于该物种残骸的见解。此项分析证实，它和像鳗鱼一样的被称为七鳃类的动物存在关联，相关成果发表在顶级期刊《自然》上。该研究首次发现，塔利怪物拥有鱼鳃和被称为脊索、像脊椎一样的灵活杆状物。这些解剖学特征使“塔利怪物”像如今的七鳃类动物一样，成为脊椎动物。“塔利怪物”的眼睛位于两个远离其身体的眼柄末端。研究人员推断，当猎物位于其长有牙齿的鼻子的杆状脊椎附近时，较原始的眼睛会帮助它获得猎物的三维视图。

塔利怪物复原图

日本东京大学的研究人员为探究“塔利怪物”的身世之谜，详细研究了日本多家博物馆收藏的150多块“塔利怪物”化石。他们用3D激光扫描仪收集所有这些化石表面形状的3D数据，还用X射线显微断层摄影技术拍摄了“塔利怪物”吻部类似牙齿的结构。

研究人员发现，“塔利怪物”身上此前被认为是肌节、脑、鳍条等的结构，与脊椎动物的这些结构有着明显不同的特征，因此他们推测，“塔利怪物”可能并不是脊椎动物，其分类还需要进一步研究。相关成果发表在《古生物学》期刊上。

尽管如此，塔利怪物目前仍然被归类为脊椎动物，相关争议还有待更多的研究来解决。