El punto de vista tradicional de la evolución apoya el modelo del gradualismo, según el cual la evolución procede de manera gradual, a un ritmo constante durante largos períodos. Pero dado el carácter incompleto de tal registro, el saltacionismo puede ayudar a explicar la falta de fases intermedias en la evolución de una especie a otra.

Durante 3 500 millones de años de historia de vida sobre la Tierra, la evolución ha producido entre 8 y 10 millones de especies únicas e irremplazables. Asimismo, durante miles de años, los organismos de un área determinada han sido moldeados por fuerzas de selección natural ejercidas por otras especies vivientes, así como por el medio no vivo en el cual habitan.

La evolución está apoyada por un enorme conjunto de pruebas, que incluyen observaciones acerca del registro paleontológico, biogeografía, anatomía comparada, biología del desarrollo y biología molecular.

Biogeografía

Es el estudio de la distribución pasada y presente de plantas y animales. Sus principales objetivos son describir y comprender los patrones de distribución geográfica de las especies.

Si la evolución por selección natural no fuera un factor en la distribución de las especies, entonces se esperaría encontrar una especie  dada en todas las regiones en que pudiera sobrevivir.

Paleontología

El estudio científico del registro fósil, documenta algunos de los cambios drásticos que ha sufrido la vida a través del tiempo, los fósiles son una importante fuente de pruebas de la evolución.

Aunque la mayor parte de los fósiles están preservados en roca sedimentaria, algunos restos más recientes se han conservado excepcionalmente bien en depósitos de alquitrán, en gotas de ámbar -que es la resina de árboles antiguos- y en hielo.

Anatomía comparada

Las variaciones de la misma estructura en diferentes organismos se llaman estructuras homólogas, y toman estas similitudes como evidencia de que estos organismos evolucionaron de un ancestro común que tenía la misma estructura básica en sus extremidades.

Las hojas son un ejemplo de estructura homóloga en plantas. Aunque una espina de cacto y un zarcillo de guisante o chícharo tienen aspecto muy distinto, son homólogas porque ambas son hojas modificadas.

Otro tipo de evidencia anatómica son las estructuras análogas, que presentan semejanzas por desempeñar una misma función, pero que tienen un origen totalmente diferente y no corresponden a un mismo plan estructural.

Las estructuras análogas no pueden usarse para indicar relaciones evolutivas, pero suministran evidencias de la evolución de ancestros diferentes que se adaptaron a modos de vida similares. La forma lisa e hidrodinámica de las focas (mamíferos) y los pingüinos (aves), es un ejemplo de estructura análoga producto de la evolución que no sugiere un ancestro común.

La anatomía comparada también revela la existencia de estructuras vestigiales, que son residuos de órganos más desarrollados que estuvieron presentes en organismos ancestrales y que actualmente son estructuras sin función aparente. Cuando ciertas estructuras funcionales se vuelven vestigiales a medida que una especie cambia de forma y de comportamiento, aunque ya no tengan una función siguen heredándose como parte del plan corporal de esa especie.

Embriología comparada

El estudio de las estructuras que se van formando durante el desarrollo en diferentes organismos, llamado Embriología comparada, es otra importante evidencia de la evolución de los seres vivos. Los organismos cercanamente relacionados, por lo general, tienen etapas similares en su desarrollo embrionario.

Las semejanzas en los patrones de desarrollo embrionario de animales muestran que estas etapas tempranas de desarrollo están controladas por genes similares; por lo que aportan evidencia de que descienden de un ancestro común.

Biología molecular

Los análisis bioquímicos muestran que todas las células vivas son bastante similares, lo que revela la existencia de relaciones evolutivas entre las distintas especies. Las relaciones evolutivas entre las especies se reflejan en similitudes y diferencias en sus proteínas. El DNA puede utilizarse para investigar las relaciones entre los organismos. Como el DNA es la molécula de la herencia, los cambios evolutivos deben reflejarse en ella.

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