Potwierdzeniem ewolucji są znaleziska paleontologiczne oraz wyniki badań porównawczych z zakresu różnych dziedzin nauk biologicznych. Wyróżnia się bezpośrednie i pośrednie dowody ewolucji.
Bezpośrednie dowody ewolucji
Dowodami bezpośrednimi /paleontologicznymi/ są szczątki kopalne lub ślady działalności organizmów z minionych epok geologicznych.
Wśród skamieniałości wyróżnia się:
– elementy szkieletowe: kości /np. dinozaurów/, muszle, zęby, zdrewniałe części roślin /np. pnie kopalnych paprotników/;
– odlewy w składach osadowych, np. odlewy muszli amonitów;
– odciski w skałach osadowych lub bryłach węglowych, np. odciski paprotników;
– zakonserwowane okazy organizmów, np. owady lub nasiona zakonserwowane w bursztynie, mamuty w wiecznej zmarzlinie;
– inne ślady, np. skamieniałe jaja dinozaurów, skamieniałe odchody, ślady rycia w ziemi.
Pośrednie dowody ewolucji dostarczają wyniki badań porównawczych z zakresu anatomii, embriologii, fizjologii, biogeografii, biochemii, genetyki.
Dane z zakresu anatomii porównawczej wynikają z analizy porównawczej budowy i funkcji układów i narządów u różnych grup roślin i zwierząt.
Przedmiotem badań anatomicznych są też narządy homologiczne, analogiczne i szczątkowe.
Narządy homologiczne to narządy, które mają jednakowy plan budowy oraz wspólne pochodzenie, ale mogą pełnić różne funkcje, co jest wynikiem przystosowania do różnych warunków środowiska, np. kończyny kręgowców, zmodyfikowane liście, łodygi lub korzenie roślin nasiennych.
Narządy analogiczne to narządy, które upodobniły się do siebie cechami zewnętrznymi ze względu na spełnianie podobnych funkcji, ale różnią się planem budowy i pochodzeniem. Przykładem są skrzydła ptaków i skrzydła owadów, skrzela ryb i skrzela skorupiaków, kolec róży oraz cierń tarniny. Jeśli analogia dotyczy nie tylko budowy określonych narządów, ale całości organizmu mówi się o zjawisku konwergencji, np. upodobnienie pokroju ciała wieloryba i ryby.
Narządy szczątkowe to narządy, które uległy uwstecznieniu, co jest wynikiem ograniczenia ich funkcji na skutek zmiany warunków środowiska. Przykładem są szczątkowe kości obręczy miednicowej u pytona, oczy kreta, u człowieka – kręgi ogonowe, mięśnie małżowiny usznej, zęby mądrości, owłosienie ciała.
Dane z zakresu embriologii wskazują na zbliżony sposób przebiegu rozwoju zarodkowego spokrewnionych ze sobą grup organizmów. Na przykład w początkowym okresie rozwoju kręgowców wszystkie zarodki mają strunę grzbietową, ogon, zawiązki łuków skrzelowych.
Dane z dziedziny fizjologii i biochemii dotyczą składu chemicznego organizmów, przebiegu w nim najważniejszych szlaków metabolicznych oraz jego funkcjonowania.
O podobieństwie biochemicznym organizmów świadczy m.in.:
– identyczna budowa cząsteczek – białek, lipidów, węglowodanów, kwasów nukleinowych;
– uniwersalny kod genetyczny;
– przebieg replikacji DNA, transkrypcji RNA i translacji;
– proces mitozy i mejozy;
– budowa komórkowa organizmów;
– przebieg procesu oddychania wewnątrzkomórkowego u organizmów tlenowych;
– skład chemiczny i pochodzenie chlorofilu oraz hemoglobiny;
– skład płynów ustrojowych zwierząt.
W ustalaniu stopnia pokrewieństwa między organizmami wykorzystuje się:
– określanie różnic w sekwencji aminokwasów takich białek jak: cytochrom c, kolagen, rodopsyna, hemoglobina;
– reakcje immunologiczne: antygen–przeciwciało między białkami spokrewnionych organizmów;
– porównywanie sekwencji DNA różnych organizmów.
Dane z zakresu genetyki molekularnej dotyczą częstości zachodzenia mutacji w materiale genetycznym. Służy temu analiza mitochondrialnego DNA, który jest dziedziczony w linii żeńskiej, a także analiza sekwencji intronów, czyli tych części DNA, które nie kodują żadnych informacji. Badania te są wykorzystywane do określania pokrewieństw i dróg ewolucji organizmów.
Dane z zakresu biogeografii dotyczą rozmieszczenia gatunków na Ziemi oraz zasięgów ich występowania. Wskazują na rolę izolacji w procesie tworzenia się gatunków. W badaniach ewolucyjnych zwraca się uwagę na gatunki endemiczne i reliktowe.
Gatunki endemiczne występują na małych ograniczonych obszarach, np. brzoza ojcowska. Gatunki reliktowe występują też na małych obszarach i należą do grup systematycznych niegdyś szeroko rozpowszechnionych, np. dębik ośmiopłatkowy, który jest w Polsce reliktem polodowcowym. Do gatunków reliktowych należą też tzw. żywe skamieniałości, które nie uległy zmianie od milionów lat, np. miłorząb japoński, hatteria, latimeria, łodzik.