O termo evidências da evolução refere-se ao conjunto de dados empíricos, oriundos de múltiplas áreas das ciências biológicas e geológicas, que corroboram a hipótese de que as espécies se modificam ao longo do tempo por processos naturais e compartilham ancestrais comuns. Essas evidências não constituem provas isoladas, mas um corpo integrado de observações independentes que convergem para o mesmo modelo explicativo denominado evolução biológica.
No contexto científico, uma evidência é um dado verificável que sustenta ou refuta uma hipótese. Assim, as evidências evolutivas são linhas de suporte testáveis, obtidas por métodos distintos (morfologia, genética, geologia, biogeografia, embriologia, observação experimental), que reforçam a robustez da teoria da evolução. A força dessas evidências deriva não apenas do volume acumulado, mas da congruência entre resultados independentes: registros fósseis, homologias anatômicas, sequências de DNA, distribuição geográfica e observações experimentais apontam para um conjunto de explicações coerentes e mutuamente consistentes.
Fósseis são importantes para estimar quando as várias linhagens se desenvolveram. Como a fossilização é de rara ocorrência, normalmente requerendo tecidos duros do corpo dos espécimes e da morte próxima a um local onde sedimentos estão sendo depositados, o registro fóssil somente fornece informações intermitentes sobre a evolução da vida. Evidências de organismos anteriores ao desenvolvimento de partes duras do corpo como conchas, ossos e dentes são especialmente raras, mas existem na forma de antigos microfósseis de alguns organismos de tecido mole.
Comparações da sequência genética de organismos revelam que os organismos que são filogeneticamente mais próximos tem um grau maior de similaridades em sua sequência genética do que organismos que estão mais filogeneticamente distantes. Evidências adicionais da descendência em comum vem de “detritos” genéticos como os pseudogenes, regiões do DNA que são ortólogas a um gene em um organismo aparentado, mas não são mais ativos e aparentam passar por um constante processo de degeneração. Já que processos metabólicos não deixam fósseis, pesquisas evolutivas sobre os básicos processos biológicos são também feitas na sua maior parte com a comparação de organismos existentes. Muitas linhagens divergem em um diferente estágio de desenvolvimento, então é teoricamente possível determinar quando certos processos metabólicos surgiram realizando uma comparação dos traços de um descendente de um ancestral em comum.
Evidências da Paleontologia thumb|302x302px|Aranha Chimerarachne yingi fossilizada em âmbar mostra que os ancestrais das aranhas tinham cauda. Quando um organismo morre, ele normalmente decompõem-se rapidamente ou é consumidos por necrófagos, não deixando nenhuma evidência permanente de sua existência. Entretanto, ocasionalmente, alguns organismos são preservados. Os restos ou traços dos organismos de uma era geológica passada, envoltos em rocha por processos naturais são chamados de fósseis. A análise de fósseis oferece insights e novos conhecimentos que permitem o entendimento da história evolutiva da vida na Terra, já que fornecem evidência direta da evolução e informações detalhadas sobre as linhagens dos organismos. Portanto, a paleontologia, que é o estudo da vida passada baseado no registro fóssil, compõe uma linha verificável de evidências.
Sendo o estudo da biologia dos organismos do passado geológico, por via do estudo dos fósseis, a paleobiologia, surge dentro da paleontologia portando duas disciplinas relevantes para a compreensão da evolução biológica das principais linhagens de plantas e animais: a paleozoologia e a paleobotânica.Silva, C.M da (2005), p.45 É justamente no seio da paleobiologia que se insere a paleozoologia, o estudo dos fósseis de animais, e a paleobotânica, o estudo dos fósseis de plantas. Ambas se fundamentam em fósseis para compreender a modificação dos organismos vivos ao longo do tempo e das gerações pela evolução.
Fósseis conservados em resina são um bom exemplo de mumificação (ou conservação) que permitem verificar como eram os organismos vivos no passado. Animais menores, como insetos, aranhas e pequenos lagartos, quando presos em resina segregada por certas árvores, ficam praticamente intactos por milhões de anos. A produção de resinas remonta ao Paleozóico, no período Carbonífero, mas a partir do Triássico encontra-se maior abundância de âmbar no registro geológico. Com isso, para uma verificação da história das formas de vida anteriores a essa preservação em âmbar, os paleontólogos recorrem aos registros fósseis também presentes nas rochas.
Registro fóssil
É possível descobrir como um grupo de organismos evoluiu arrumando seu registro fóssil em uma sequência cronológica. Tal sequência pode ser determinada porque fósseis são maioritariamente encontrados em rochas sedimentares. Rochas sedimentares são formadas por camadas de silte ou lama uma sobre o topo da outra; deste modo, a rocha resultante desse processo contém uma série de camadas horizontais, ou estratos. Cada camada contém fósseis que são típicos para o específico período de tempo durante o qual eles se formaram. Os estratos mais baixos contêm as rochas mais velhas e os fósseis mais antigos, enquanto os estratos superiores contêm as rochas mais novas e os fósseis mais recentes.
Uma sucessão de animais e plantas também pode ser vista no registro fóssil. Evidências fósseis apoiam a teoria de que organismos tendem a aumentar progressivamente em complexidade. Ao estudar o número e complexidade de diferentes fósseis em diferentes níveis estratígrafos, foi demonstrado que rochas antigas que contêm fósseis apresentam poucos tipos de organismos fossilizados, e todos eles têm uma estrutura simples, enquanto que as rochas mais recentes contêm uma grande variedade de fósseis, frequentemente com um aumento na complexidade de suas estruturas.
No passado, as idades dos vários estratos e dos fósseis encontrados eram irregularmente estimadas por geologistas. Eles faziam, por exemplo, a estimação do tempo para a formação das rochas sedimentares, camada por camada. Hoje, realizando medições das proporções de elementos radioativos e estáveis na rocha, as idades dos fósseis podem ser datadas pelos cientistas com uma grande precisão. Essa técnica é conhecida como datação radiométrica.thumb|262x262px|esquerda|Fóssil de trilobita. Trilobites eram animais com carapaças duras, parentes dos atuais caranguejos e camarões. Extinguiram-se há cerca de 250 milhões de anos.Pelo do registro fóssil, muitas espécies que aparecem em um nível estratígrafo antigo, desaparecem em níveis posteriores. Isso é interpretado em termos evolucionários como a indicação do tempo em que uma espécie se originou e tornou-se extinta. Regiões geográficas e condições climáticas variaram consideravelmente através da história da Terra. Já que organismos se adaptam a ambientes em particular, a mudança constante das condições climáticas e geográficas favoreceu espécies que se adaptaram a novos ambientes através do mecanismo de seleção natural.
Limitações do registro O registro fóssil é uma fonte importante para cientistas na investigação da história evolucionária dos organismos. Entretanto, devido a limitações inerentes ao registro fóssil, não existe uma boa sequência de formas intermediárias entre grupos relacionados de espécies. Essa falta de uma sequência contínua de fósseis (de espécies para espécies) no registro é uma grande limitação na investigação da descendência de grupos biológicos. Além disso existem lacunas entre certas linhagens evolutivas. Os fósseis que “tapariam” as lacunas são frequentemente chamados de “elos perdidos”. Esses elos perdidos são esporadicamente encontrados em escavações paleontológicas gradativamente melhorando o registro fóssil.
Existe uma lacuna de aproximadamente 100 milhões de anos entre o período do Cambriano antigo e o período Ordoviciano posterior, O período do Cambriano antigo foi o período onde numerosos fósseis de esponjas, cnidarias, equinodermos, moluscos e artrópodes são encontrados. No período Ordoviciano posterior, o primeiro animal que realmente possuí as características de um vertebrado(um peixe) apareceu. Portanto não existe uma sequencia impecável de fósseis intermediários entre invertebrados e vertebrados.
Alguma das razões para a imperfeição do registro fóssil são:
Em geral, a probabilidade de um organismo fossilizar-se depois de morto é bem baixa; Algumas espécies ou grupos têm menos chance de tornarem-se fósseis porque apresentam corpos moles; Algumas espécies ou grupos têm menos chance de tornarem-se fósseis, porque eles vivem (e morrem) em condições que não favorecem a fossilização; Muitos fósseis são destruídos por movimentos de terra e pela erosão; Alguns fósseis são completos, mas a maioria é fragmentada; Algumas mudanças evolucionárias ocorrem no limite do alcance ecológico de uma espécie, e como essas espécies provavelmente são pequenas, a probabilidade da fossilização é baixa (Equilíbrio pontuado); Similarmente, quando condições ambientais mudam, a população de um espécie provavelmente se reduzirão em grande quantidades, logo qualquer adaptação as condições tem chances baixas de ser fossilizada; A maioria dos fósseis apresenta informações sobre a forma externa, mas muito pouco sobre como o organismo funcionava; Usando a biodiversidade atual com um guia, supõem-se que os fósseis descobertos representam só uma fração do real número de organismos que viveram no passado.
Gradualismo O gradualismo é a ideia de que as mudanças evolutivas ocorrem de forma lenta, contínua e acumulativa ao longo do tempo. Segundo essa visão, novas espécies surgem por meio da acumulação gradual de pequenas variações genéticas, sem saltos bruscos. Essa teoria foi defendida por Charles Darwin e Charles Lyell, e contrasta com o equilíbrio pontuado, que propõe períodos longos de estabilidade interrompidos por mudanças rápidas.Torre Sáinz, I. de la, & Domínguez-Rodrigo, M. (2009). Gradualismo y equilibrio puntuado en el origen del comportamiento humano. Zephyrvs, 51. 2009.
Evolução gradual do cavalo
thumb|200px|Diagrama em inglês mostrando a evolução do cavalo. Devido à descoberta de um registro fóssil praticamente completo encontrado nos depósitos sedimentares da América do Norte do período antigo do Eoceno até o presente, o cavalo apresenta um dos melhores exemplos de história evolucionária (filogenia).
Essa história evolucionária começa com um pequeno animal chamado Hyracotherium que viveu na América do Norte aproximadamente há 54 milhões de anos e espalhou-se pela Europa e Ásia. Restos de fósseis do Hyracotherium mostram que ele divergia do cavalo moderno em três importantes aspectos: era um animal pequeno (do tamanho de uma raposa), de estrutura leve e adaptada para correr; os membros eram pequenos e delgados, e patas alongadas fazendo com que os artelhos (dedos do pé) fossem quase verticais, com quatro artelhos nos membros anteriores e três artelhos nos membros traseiros; os incisivos eram pequenos, os molares tinham coroas com cúspides cobertas de esmalte.
O curso provável do desenvolvimento dos cavalos, do Hyracotherium ao Equus (o cavalo moderno) envolveu no mínimo 12 gêneros a centenas de espécies. As maiores correntes vistas no desenvolvimento dos cavalos a mudanças das condições ambientais podem ser resumidas como se segue:
Aumento no tamanho (de 0,4 m para 1,5 m); Alongamento dos membros e patas; Redução dos artelhos laterais; Aumento em tamanho e espessura do terceiro artelho; Aumento em largura dos incisivos; Substituição de pré-molares por molares; e Aumento do tamanho dos dentes, altura da coroa dos molares.