動物家養(yǎng)和植物栽培已經(jīng)有了幾千年的歷史，人們由此已經(jīng)知道同一物種往往有著差別極大的形態(tài)。這些形態(tài)是可以被改變的，通過精心的選擇，可以得到新的品種。這種經(jīng)由達爾文所謂的“人工選擇”而獲得的品種，其彼此之間的差別，有時比野外物種之間的差別還要大。如果我們在野外見到狼狗和哈巴狗的話，完全可能把它們當成象狼和狐貍那樣兩個截然不同的物種。動植物培養(yǎng)提供了“生物是可變的”感性而直觀的材料。

那時候，科學(xué)界早已知道化石乃是生物體的遺跡，而且，許多從前的物種現(xiàn)在已經(jīng)不存在、滅絕了，也就是說，生物界的組成并不是從古到今一成不變的。許多種類在化石記錄中顯示了隨著地理時間的推移而逐漸發(fā)生變化的趨勢，有時在兩個類群之間還可以發(fā)現(xiàn)處于過渡形態(tài)的化石。各個主要生物類群在化石記錄中并不是同時出現(xiàn)的，而是有先有后，很有順序，而且這個順序與從現(xiàn)存生物的比較得到的順序相符。

比如，從形態(tài)結(jié)構(gòu)（例如心臟結(jié)構(gòu)）和生理特點（例如呼吸系統(tǒng)）的比較，我們可以推測脊椎動物從“低級”到“高級”的順序是魚類、兩棲類、爬行類和哺乳類，而在化石記錄中，我們也發(fā)現(xiàn)魚類化石的確先在較早的地層開始出現(xiàn)，其次是兩棲類、爬行類，而以哺乳類化石出現(xiàn)得最晚。化石記錄所展示的從“低級”到“高級”的順序，是生物進化的一個有力證據(jù)。

早在十六世紀，就有科學(xué)家發(fā)現(xiàn)人和鳥雖然外表很不相同，骨骼組成和排列卻非常相似。到了十九世紀，研究不同生物種類的形態(tài)結(jié)構(gòu)的比較解剖學(xué)已相當發(fā)達，各生物種類在內(nèi)部結(jié)構(gòu)的同源性也越來越明顯。