ปัจจุบันมีผู้ขุดพบซากสิ่งมีชีวิตต่างๆ ซึ่งตายมาแล้วและมีอายุนับหลายพันปีหรือหมื่นปีขึ้นไป เช่น ซากโครงกระดูกไดโนเสาร์ ซากหอยที่กลายเป็นหิน ซากมนุษย์โบราณยุคแรกๆ ซากแมลงในแท่งอำพัน ฯลฯ การเกิดซากดึกดำบรรพ์ นอกจากจะเกิดจากซากของสิ่งมีชีวิตที่ตายแล้วยังคงสภาพเดิมอยู่ ยังเกิดจากการแทนที่ซากสิ่งมีชีวิตโดยสารอื่นแล้วทับถมอยู่ในชั้นหิน บางชนิดจะเหลือเพียงร่องรอยตกค้างบนหิน จากการศึกษาเกี่ยวกับซากดึกดำบรรพ์ต่างๆ พบว่า สิ่งมีชีวิตบางชนิด แม้ว่ากาลเวลาจะผ่านไปนานเพียงใดจะมีการเปลี่ยนแปลงทางด้านรูปร่างน้อยมาก เช่น แมงดาทะเล ต้นเฟิร์น หอยปากเป็ด ฯลฯ ซากสิ่งมีชีวิตต่างๆ ในอดีตเป็นหลักฐานว่า สิ่งมีชีวิตต่างๆ ได้ปรากฏอยู่บนโลกนี้มานานแล้ว และสิ่งมีชีวิตต่างๆ ที่มีอยู่ในสมัยโบราณนั้น ส่วนใหญ่มีความแตกต่างจากสิ่งมีชีวิตในปัจจุบันมาก เช่นรูปร่าง ขนาด ฯลฯ สิ่งมีชีวิตในอดีตบางชนิดก็สูญพันธุ์ไปแล้ว ซากสิ่งมีชีวิตเป็นหลักฐานที่แสดงว่าวิวัฒนาการนั้นดำเนินอยู่ตลอดเวลา จึงทำให้มีการแปรเปลี่ยนในลักษณะต่างๆ หลักฐานกายวิภาคเปรียบเทียบ ความคล้ายกันทางกายวิภาคระหว่างสิ่งมีชีวิตชนิดต่างๆ ที่มา Deniel Ortleb Biggs ( 1994 : 141) -
การศึกษาเปรียบเทียบโครงสร้างของระบบอวัยวะเช่น โครงกระดูกขาหน้าของสัตว์ปีกและสัตว์ครึ่งน้ำครึ่งบก จะพบว่ามีโครงสร้างและลักษณะการเรียงตัวเป็นคล้ายกัน ซึ่งแสดงให้เห็นความสัมพันธ์ของสายวิวัฒนาการของสัตว์เหล่านี้ว่า น่าจะสืบเชื้อสายมาจากบรรพบุรุษร่วมกัน นอกจากนี้สัตว์มีกระดูกสันหลังจำพวกสัตว์เลื้อยคลานและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมต่างมีแบบแผนการเรียงตัวของโครงกระดูกขาหน้าเช่นเดียวกับสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ และสัตว์ปีก เช่น ครีบโลมา ปีกค้างคาวและแขนคน อวัยวะเหล่านี้เมื่อสังเกตภายนอกจะเห็นว่ามีรูปร่างต่างกัน และทำหน้าที่ไม่เหมือนกัน แต่ถ้าศึกษาโครงสร้างภายใน เช่น การเรียงตัวของโครงกระดูกจะพบว่าอวัยวะเหล่านั้นมีการเรียงตัวของโครงสร้างเหมือนกันและหากได้ศึกษาต้นกำเนิดของอวัยวะเหล่านั้น จะพบว่าเจริญมาจากกลุ่มเซลล์ชนิดเดียวกัน ซึ่งเป็นข้อสนับสนุนอีกอย่างว่าครั้งหนึ่งสิ่งมีชีวิตเหล่านั้นสืบสายมาจากบรรพบุรุษร่วมกัน แต่ในสัตว์หลายชนิดจะมีอวัยวะบางอย่างที่มีรูปร่างภายนอกคล้ายคลึงกัน และทำหน้าที่เหมือนกัน เช่น ปีกนก ปีกแมลง ฯลฯ แม้จะมีรูปร่างคล้ายคลึงกัน แต่ถ้าศึกษาโครงสร้างภายในจะพบว่ามีความแตกต่างกัน แสดงว่าสัตว์เหล่านั้นมีบรรพบุรุษต่างกัน
| หลักฐานจากการเจริญของเอมบริโอ ภาพแสดงเปรียบเทียบการเจริญของเอมบริโอสัตว์มีกระดูกสันหลัง ที่มา Deniel Ortleb Biggs ( 1994 : 142 )
นักชีววิทยาศึกษา พบว่าสัตว์บางชนิดมีระยะเป็นแอมบริโอคล้ายคลึงกัน เช่น ปลาฉลาม กบ สัตว์เลื้อยคลาน ไก ลิงและคน มีระยะเป็นเอมบริโอจะเจริญเติบโตเป็นขั้นๆ ตั้งแต่ไข่ที่ได้รับการผสมเป็นไซโกตแล้วไซโกตเจริญเป็นตัวเต็มวัย ่คล้ายคลึงกันซึ่งแสดงถึงความสัมพันธ์ทางด้านวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต เฮคเคล และ มัลเลอร์ (E.H. Haeckel และ HJ. Muller) กล่าวสรุปการเจริญเติบโตตามลำดับของตัวอ่อนว่า " การเจริญเติบโตพัฒนาตามลำดับของสิ่งมีชีวิตจะย้อนรอยลักษณะต่างๆ ของ บรรรพบุรุษ " ซึ่งต่อมาแนวความคิดนี้ได้รับการเชื่อถือ และตั้งเป็นทฤษฎี เรียก ทฤษฎีการย้อนรอยบรรพบุรุษ (The recapitulation theory) | หลักฐานทางพันธุศาสตร์
ตามหลักทางพันธุศาสตร์ สิ่งมีชีวิตจะต้องเกิดจากสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวกัน หรือเกิดจากสิ่งมีชีวิต สปีชีส์ (species) เดียวกัน ลักษณะ ทางพันธุกรรมจะถ่ายทอดจากบรรพบุรุษสู่ลูกหลานรุ่นต่อๆ มาโดยผ่านทางเซลล์สืบพันธุ์ซึ่งมีหน่วยพันธุรรมที่เรียกว่า ยีน (gene) เป็นตัวกำหนดลักษณะเช่นรูปร่างและหน้าที่ ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของสิ่งมีชีวิต ยีนอาจมีการเปลี่ยนแปลงได้ เพราะมีการผันแปรของหน่วยพันธุกรรมเกิดขึ้น จะเห็นได้จากพืชหรือสัตว์ที่มีลักษณะผิดแผกไปจากพ่อแม่ เรียกว่า การผ่าเหล่า หรือ มิวเตชั่น (mutation)ซึ่งอาจได้ลักษณะที่ดีกว่าพ่อแม่ หรืออาจได้ลักษณะที่ไม่ดีเท่าพ่อแม่ก็ได้ |
ภาพแสดงชนิดและรูปร่างของจะงอยปาก นกฟินช์แห่งเกาะกาลาปากอส ที่มา รูธ มัวร์ (2527:30 ) สภาพดื้อยา (Chemical resistance) ของสิ่งมีชีวิตหลายชนิด เช่นแบคทีเรียชนิด Escherichia coli ดื้อยาสเตรปโตมัยซิน (Streptomycin) และแมลงหวี่ Drosophilia melanogaster ดื้อยา ดีดีที สัตว์ทั้งสองนี้จะมีพฤติกรรมเหมือนกัน คือเมื่อได้รับยาครั้งแรกแบคทีเรียและแมลงหวี่ส่วนใหญ่จะตาย ส่วนน้อยที่เหลืออยู่รอดจะสืบพันธุ์เพิ่มจำนวนอีกหลายชั่วรุ่น ได้ประชากรที่ไม่ตายเพราะพิษของยาอีก เป็นเพราะประชากรส่วนน้อยที่เหลืออยู่ในระยะแรกสามารถต้านทานยาได้ทำให้ไม่ตายหรือรับยาปริมาณน้อยทำให้ยีนเกิดการเปลี่ยนแปลง แบคทีเรียและแมลงหวี่ที่รอดตายจะถ่ายทอดลักษณะต้านทานยาให้กับลูกหลานรุ่นต่อมา ทำให้ลูกหลานรุ่นหลังไม่ตายแม้จะได้รับยา เรียกสภาพนี้ว่าการดื้อยา |