Fossiili muodostuu, kun eliö jää hapettomaan tilaan, jossa sen rakenne ei hajoa, vaan rakennusaineet joko säilyvät tai korvautuvat hajoamattomilla mineraaleilla.

Fossiileja, kuten löydetyt mammutit, on tallentunut maakerroksiin sekä suohon ja jäähän, . Myös esimerkiksi meripihkaan on jäänyt esihistoriallisia hyönteisiä.

Fossiileja: Vasemmalla kivettymä (ammoniitti, muinainen nilviäinen). Keskellä ​sudenkorennon fossiili ja oilkealla dinosauruksen jalanjälki.

Fossiilit ovat todisteita eliöiden vähittäisestä kehittymisestä ja muuttumisesta. Mitä syvemmällä maakerrostumissa eläinten ja kasvien jäänteet ovat, sitä alkeellisempia ne ovat. Vastaavasti lähempänä pintaa ja siten uudemmissa kerrostumissa olevat fossiilit ovat rakenteeltaan enemmän nykyisten eliömuotojen kaltaisia.

Lajien kehittymistä voidaan tutkia myös yksilönkehityksen vaiheita vertaamalla. Kalalla, kanalla ja ihmisellä on kaikilla varhaisessa vaiheessa hyvin paljon toisiaan muistuttavat muodot. Tämä kertoo siitä, että lajeilla on evoluution vaiheessa ollut yhteinen kantamuoto.


Alkionkehityksen vertailua: Kalan, kilpikonnan, linnun ja ihmisen alkiokehitys. Varhaiset muodot muistuttavat sitä enemmän toisiaan, mitä läheisempää sukua eliöt ovat toisilleen.

Myös raajojen samankaltaisuutta vertaamalla voidaan havaita lajien kehittyneen samoista kantamuodoista. Selkärankaisten eturaajoissa voidaan havaita tietty yhteinen perusrakenne, josta ne ovat muotoutuneet kullekin lajille tyypilliseen muotoon.

Eliölajeilla tavatut surkastumat ovat myös todiste niiden kehittymisestä alkeeällisemmista muodoista. Ihmiselläkin on surkastumia, mm. korvanliikuttajalihakset ja vilkkuluomi silmässä.

Ihmisen surkastumia.

Myös ihmisen harjoittama eläin- ja kasvilajien jalostus on todiste evoluutiosta – se on nopeutettua evoluutiota. Jalostus perustuu yksilöiden välisiin eroihin ominaisuuksissa. Jalostaja valikoi eläin- tai kasvilajin yksilöistä ne, joilla on halutut ominaisuudet ja niitä lisäämällä muuttaa lajia haluttuun suuntaan. Näin on muodostettu esimerkiksi nykyiset viljeltävät hyötykasvien lajikkeet, joilla kaikilla on luonnon oma kantamuoto. Samoin koti- ja lemmikkieläinrodut pohjautuvat johonkin kantamuotoon.

Todiste evoluutiosta on myös lajien geneettinen samankaltaisuus: mitä enemmän lajien välillä on samankaltaisuutta perimässä, sitä lähempänä ne ovat kehityshistorialtaan toisiaan. Ihmisen ja simpanssin perimä on toiminnallisten geenien osalta 99,4-prosenttisesti samanlainen, kun taas ihmisen ja hiiren geenit ovat 80-prosenttisesti samoja. Geneettinen samankaltaisuus johtaa valkuaisaineiden samankaltaisuuteen.

Nykyään on elossa muutamia lajeja, joiden sanotaan olevan eläviä fossiileja, sillä ne ovat säilyneet lähes muuttumattomia miljoonien vuosien ajan. Tällaisia ovat siili, neidonhiuspuu ja vesinokkaeläin. Lajin kehittyminen ja ulkomuodon muuttuminen eivät siis ole aina välttämättömiä lajin säilymisen kannalta.