over het geheel genomen bevat het fossiel alleen gemineraliseerde exoskeletten, aangezien deze veruit de meest duurzame zijn. Aangezien men denkt dat de meeste exoskeletten begonnen zijn met een niet-gemineraliseerd exoskelet dat later gemineraliseerd werd, is het moeilijk om commentaar te geven op de zeer vroege evolutie van het exoskelet van elke afstamming. Het is echter bekend dat in een zeer korte tijd, vlak voor de Cambrische periode, exoskeletten gemaakt van verschillende materialen – silica, calciumfosfaat, calciet, aragoniet, en zelfs aan elkaar gelijmde minerale vlokken-ontstonden in een scala van verschillende omgevingen. De meeste geslachten namen de vorm van calciumcarbonaat aan die stabiel was in de oceaan op het moment dat ze voor het eerst gemineraliseerd werden, en veranderden niet van deze minerale vorm – zelfs niet toen het minder gunstig werd.sommige Precambriaanse (Ediacaraanse) organismen produceerden taaie maar niet-gemineraliseerde buitenschelpen, terwijl andere, zoals Cloudina, een verkalkt exoskelet hadden, maar gemineraliseerde skeletten werden pas algemeen aan het begin van de Cambrische periode, met de opkomst van de “kleine shelly fauna”. Vlak na de basis van het Cambrium worden deze miniatuurfossielen divers en overvloedig – deze abruptheid kan een illusie zijn, omdat de chemische omstandigheden die de kleine schillen behielden tegelijkertijd verschenen. De meeste andere schelpvormende organismen verschijnen tijdens de Cambrische periode, waarbij de bryozoën de enige verkalkende phylum zijn die later in het Ordovicium verschijnen. De plotselinge verschijning van schelpen is in verband gebracht met een verandering in de oceaanchemie, waardoor de calciumverbindingen waarvan de schelpen zijn opgebouwd stabiel genoeg zijn om in een schelp te worden neergeslagen. Het is echter onwaarschijnlijk dat dit een voldoende oorzaak is, aangezien de belangrijkste bouwkosten van schelpen in het creëren van de proteã nen en polysachariden zijn vereist voor de samengestelde structuur van de schelp, niet in de precipitatie van de minerale componenten. Skeletonisatie verscheen ook op bijna precies hetzelfde moment dat dieren begonnen te graven om predatie te voorkomen, en een van de vroegste exoskeletten was gemaakt van aan elkaar gelijmde minerale vlokken, wat suggereert dat skeletonisatie ook een reactie was op verhoogde druk van roofdieren.
Oceaanchemie kan ook bepalen uit welke minerale schalen zijn opgebouwd. Calciumcarbonaat heeft twee vormen, het stabiele calciet en het uitgezaaide aragoniet, dat stabiel is binnen een redelijk bereik van chemische omgevingen, maar snel onstabiel wordt buiten dit bereik. Als de oceanen een relatief hoog aandeel magnesium bevatten in vergelijking met calcium, is aragoniet stabieler, maar als de magnesiumconcentratie daalt, wordt het minder stabiel, dus moeilijker op te nemen in een exoskelet, omdat het de neiging heeft om op te lossen.
met uitzondering van de weekdieren, waarvan de schelpen vaak uit beide vormen bestaan, gebruiken de meeste geslachten slechts één vorm van het mineraal. De gebruikte vorm lijkt de zeewaterchemie weer te geven – dus welke vorm gemakkelijker neergeslagen was – op het moment dat de afstamming eerst een verkalkt skelet ontwikkelde en daarna niet verandert. De relatieve abundantie van calciet-en aragoniet-gebruikende geslachten weerspiegelt echter niet de daaropvolgende chemie van het zeewater – de magnesium / calcium Verhouding van de oceanen lijkt een verwaarloosbare invloed te hebben op het succes van organismen, die in plaats daarvan voornamelijk wordt gecontroleerd door hoe goed ze herstellen van massa-uitstervingen. Een recent ontdekte moderne buikpotige chrysomallon squamiferum die in de buurt van hydrothermale openingen in de diepzee leeft, illustreert de invloed van zowel oude als moderne lokale chemische omgevingen: zijn schelp is gemaakt van aragoniet, dat wordt gevonden in enkele van de vroegste fossiele weekdieren; maar het heeft ook pantserplaten aan de zijkanten van zijn voet, en deze worden gemineraliseerd met de ijzersulfiden pyriet en greigiet, die nooit eerder in een metazoan was gevonden, maar waarvan de ingrediënten in grote hoeveelheden door de openingen worden uitgestoten.