La evidencia más directa y fiable es la gran cantidad de fósiles desenterrados en investigaciones paleontológicas. Fósiles es el término general para los restos y reliquias de organismos antiguos conservados en los estratos, así como los restos y reliquias de actividades biológicas. Los diferentes fósiles descubiertos en diferentes eras geológicas son registros verdaderos de la aparición y desarrollo de diversos organismos en diferentes etapas de la evolución de la Tierra. Por tanto, los fósiles son una de las evidencias históricas más convincentes de la evolución biológica.
A través de los fósiles, la gente sabe que no había vida en la tierra en los primeros días de la Era Arcaica. Los primeros rastros de vida conocidos aparecieron hace 3.400 millones de años. Algunos animales y plantas primitivos comenzaron a aparecer en la Era Proterozoica, principalmente algas verdes unicelulares, protozoos y celentéreos. Los fósiles paleozoicos son muy abundantes y se pueden encontrar representantes de casi todos los invertebrados. Hay una criatura antigua llamada trilobites que pertenece al filo Arthropoda. Su caparazón se conserva fácilmente como fósil. Se puede ver claramente en los fósiles que este pequeño animal apareció en el Cámbrico temprano, alcanzó su punto máximo en el Cámbrico tardío, disminuyó gradualmente después del Silúrico y no se extinguió por completo en el Pérmico. Duró cientos de millones de años y había hasta 10.000 especies, por lo que algunas personas llamaron a esa era la "Edad de los Trilobites".
La Era Paleozoica Media fue el apogeo de los peces. Al final de la Era Paleozoica los anfibios estaban muy desarrollados, y aparecieron al mismo tiempo reptiles primitivos y gimnospermas primitivas. La Era Mesozoica fue la era de los reptiles y las gimnospermas. A mediados de esta generación, los dinosaurios dominaban el mundo y estaban ampliamente distribuidos en la tierra, el agua y el aire. Los organismos modernos aparecieron en el Cenozoico. Los grandes reptiles, como los dinosaurios y las gimnospermas, se extinguieron básicamente y fueron reemplazados por aves, mamíferos y angiospermas. A finales de la Era Cenozoica, hace entre 2 y 3 millones de años, la evolución biológica alcanzó su punto máximo y completó la transición de los simios a los humanos.
El descubrimiento y estudio de los fósiles muestra claramente que varios organismos en la tierra no aparecieron al mismo tiempo, sino antes y después. Cuanto antes se excaven los estratos, más simple será la estructura fósil. Cuanto más complejas son las estructuras fósiles excavadas en estratos posteriores, más similares son a los tipos biológicos actuales. La tendencia general de la evolución es de lo simple a lo complejo, de lo bajo a lo alto y de pocos a muchos tipos. Esto muestra claramente que la vida avanza constantemente en el largo desarrollo histórico y que todo tipo de seres vivos se forman después de cientos de millones de años de desarrollo evolutivo gradual.
Algunos fósiles biológicos de transición, como los fósiles de Archaeopteryx, tienen características de aves y reptiles, lo que indica que las aves evolucionaron a partir de reptiles antiguos. Hay cientos de fósiles de diversas especies de caballos. Si se organizan en orden de tiempo geológico, podemos ver claramente todo el proceso de cambio desde el caballo ancestral, el caballo del Oligoceno, el caballo Nuevo Medio, el caballo Nuevo Superior hasta el caballo moderno.
Además, hay órganos que están muy desarrollados y son útiles en algunos organismos, pero que se degeneran significativamente y se vuelven inútiles en otros. Esto se llama "órgano de rastros", como el apéndice humano. La historia de la evolución de las especies se remonta a la existencia de órganos traza. Hay rastros de huesos de las extremidades traseras en el cuerpo de la ballena, lo que indica que las ballenas se originaron a partir de vertebrados terrestres. La pitón está desnuda y no tiene patas, pero hay rastros de extremidades en su cuerpo, lo que indica que proviene de un cuadrúpedo.
Es convincente estudiar el proceso de evolución biológica desenterrando fósiles, pero no es una tarea fácil. Cualquier conclusión debe extraerse mediante una excavación minuciosa y una investigación cuidadosa. Desde que los científicos chinos descubrieron los fósiles de "Sinosaurus" y "Confucio Birds" en los últimos años, ha comenzado un debate sobre "quién es el verdadero antepasado de las aves". Sin embargo, después de ver los fósiles de Sinosaurus, muchos científicos chinos y extranjeros creyeron que eran fósiles de dinosaurios y no de aves. Aunque tanto Confucio como Archaeopteryx vivieron en el Jurásico Tardío de la Era Mesozoica, la edad geológica de la formación donde se encuentran los fósiles de Confucio es un poco posterior a la de Archaeopteryx. Así, el fósil de ave de transición más antiguo encontrado en el mundo es el Archaeopteryx de Alemania. Pero el debate continúa.
La anatomía comparada también proporciona pruebas sólidas de la evolución biológica. En muchos tipos diferentes de organismos, algunos órganos en posiciones similares son muy diferentes en apariencia y función, pero sus estructuras internas son básicamente las mismas y tienen orígenes similares durante el desarrollo embrionario. Estos órganos se denominan "órganos homólogos". Por ejemplo, las alas de los pájaros y las dos extremidades anteriores de los mamíferos. Esto demuestra que todos ellos se originaron a partir de reptiles primitivos. Por el contrario, algunos órganos son similares en apariencia y función pero tienen diferentes estructuras internas y orígenes en el desarrollo embrionario. Dichos órganos se denominan "órganos funcionalmente idénticos". Como alas de pájaros y moscas.
Esto muestra que estas criaturas no se desarrollaron a partir del mismo ancestro. Sus órganos se volvieron consistentes y formaron formas similares en el proceso de adaptación al desarrollo y cambios del entorno externo.
La evidencia embriológica es aún más interesante. El desarrollo embrionario de todos los animales y plantas superiores comienza con un óvulo fertilizado, lo que parece indicar que los organismos superiores se originaron a partir de organismos unicelulares inferiores. Los peces, anfibios, reptiles, aves, mamíferos y humanos difieren mucho en su morfología individual madura. Pero al observar sus primeros embriones, son tan similares que resultan irreconocibles. En los embriones tempranos, varios organismos superiores tienen branquias y colas, cabezas grandes y cuerpos curvos que se desarrollan en diferentes formas después de alcanzar un cierto nivel. Esto muestra que los vertebrados tienen un ancestro común y que los humanos evolucionaron a partir de animales con cola. Este fenómeno es la prueba de la "Ley de Biogénesis" propuesta por Huxley y Hecker en 1866, también llamada "Ley de Recursión". Esto se debe a que los organismos reproducen rápidamente las principales etapas evolutivas de sus antepasados durante la ontogenia, lo que constituye una prueba sólida e interesante de la evolución biológica.
Además, la citología, la bioquímica y la biología molecular también pueden proporcionar evidencia de la evolución. Por ejemplo, podemos estudiar la relación genética entre especies en función del número y la forma de los cromosomas biológicos. El mismo número de cromosomas y una morfología similar indican que son especies muy relacionadas. Si utiliza métodos de comparación de sueros para la identificación, encontrará que los perros y los lobos están relativamente relacionados, pero son muy diferentes de los zorros y el ganado. La ciencia y la tecnología avanzadas proporcionan una variedad de métodos de prueba sofisticados, lo que abre la puerta al estudio de las relaciones entre especies y la evolución biológica.
La distribución geográfica de las especies también confirma el proceso de evolución desde cierto aspecto. Por ejemplo, en Australia y Nueva Zelanda hay muchos marsupiales como canguros y marsupiales, así como animales monofiléticos como ornitorrincos y equidnas, pero es raro ver animales placentarios. Esto muestra que los mamíferos placentarios aparecieron por primera vez en el continente norte y luego migraron gradualmente hacia el sur. La tierra de Nueva Zelanda abandonó el continente en el Jurásico de la Era Mesozoica, y la tierra de Australia también se separó del continente norte antes del Cretácico de la Era Mesozoica. Por lo tanto, nuevas especies del continente norte no pueden ingresar a áreas lejanas. el océano, lo que hace que las tierras aisladas sigan siendo primitivas a nivel de especies de mamíferos.
En definitiva, diversas e innumerables evidencias dan una buena explicación a la teoría científica de la evolución biológica. Con el apoyo de teorías científicas convincentes y pruebas sólidas, la teoría de la evolución biológica y la teoría celular se han convertido en las teorías básicas de la ciencia biológica moderna y han liderado y promovido el vigoroso desarrollo de diversas ramas de la biología.