Esta rama de la biología estudia la anatomía de los animales y compara los órganos de las diferentes especies. Muchos órganos tienen un esquema estructural muy parecido, con lo cual deben de tener un origen común. Son los llamados órganos homólogos, que tienen un estructura parecida, pero realizan funciones distintas. Un ejemplo de órganos homólogos son las extremidades de mamíferos. Sin embargo los análogos son al revés, tienen la misma función pero una estructura diferente.Por últimos nos quedan los vestigiales, que mediante adaptaciones de la especie, pierden su función, pero se mantiene generación tras generación. Un ejemplo son los huesos residuales de las extremidades en ofidios, o los huesos de la pelvis de cetáceos. Estos órganos de vertebrados de cuatro patas, lo que implica que estos animales tuvieron que evolucionar a partir de antecesores cuadrúpedos. O como en la foto, ese pico en la oreja del mono, que a nosotros se nos introduce hacia adentro por carecer de una función, pero se mantiene generación tras generación.
2. Las pruebas palentologicas:
El estudio de los fósiles nos da una idea muy directa de los cambios que sufrieron las especies al transformarse unas en otras; existen muchas series de fósiles de plantas y animales que nos permiten reconstruir cómo se fueron adaptando a las cambiantes condiciones del medio, como las series de erizos de los acantilados ingleses, el paso de reptiles a aves a través del Archaeopterix, o la evolución de los caballos para adaptarse a las grandes praderas abiertas por las que corrían.
3. Pruebas Biogeográficas:
Las encontramos repartidas por todo el planeta, y consisten en la existencia de grupos de especies más o menos parecidas, emparentadas, que habitan lugares relacionados entre si por su proximidad, situación o características, por ejemplo, un conjunto de islas, donde cada especie del grupo se ha adaptado a unas condiciones concretas. La prueba evolutiva aparece porque todas esas especies próximas provienen de una única especie antepasada que originó a todas las demás a medida que pequeños grupos de individuos se adaptaban a las condiciones de un lugar concreto, que eran diferentes a las de otros lugares.
Son ejemplos característicos de esto los pinzones de las islas Galápagos que fueron estudiados por Darwin, los Drepanidos, aves de las islas Hawaii, o las grandes aves no voladoras distribuidas por el hemisferio sur, los ñandúes sudamericanos, las avestruces africanas, el pájaro elefante de Madagascar (extinguido), el casuario y el emú australianos o el moa gigante de Nueva Zelanda (también extinguido).
4. Pruebas Embriológicas:
Relacionadas con las pruebas anatómicas, el estudio de los embriones de los vertebrados nos da una interesante visión del desarrollo evolutivo de los grupos de animales, ya que las primeras fases de ese desarrollo son iguales para todos los vertebrados, siendo imposible diferenciarlos entre sí; sólo al ir avanzando el proceso cada grupo de vertebrados tendrá un embrión diferente al del resto, siendo tanto más parecidos cuanto más emparentadas estén las especies. Esto es lo que Haeckel resumió diciendo que la "ontogenia resume a la filogenia".
5. Pruebas Bioquímicas
Por último, las pruebas más recientes y las que mayores posibilidades presentan, consisten en comparar ciertas moléculas que aparecen en todos los seres vivos de tal manera que esas moléculas son tanto más parecidas cuanto menores diferencias evolutivas hay entre sus poseedores, y al revés; esto se ha hecho sobre todo con proteínas (por ejemplo proteínas de la sangre) y con ADN.
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