演化

英文中的“”一词，起源於拉丁文的“”，原本的意思是将一个卷在一起的东西打开，當今的解釋是在地球歷史上，不同種類的生物怎樣從早期的形式發展出來的一個過程[28]。當代英語字典也有「發展」、「從經歷中獲取」之義[29]。 在《物種起源》最初的版本中沒有出現「Evolution」這個詞，達爾文用「經過改變的繼承」（）、「改變過程」（）或是「物種改變的原理」（）等。他曾在《物種起源》第7章中說，天擇的最後結果，包括了生物體的進步（）及退步（）兩種現象」，而總括來說，從地球有生物開始，是進步或退步的問題放在第10章討論，結論是現有的生物都是經過長時間的進步，到某程度而沒有違反天擇的，發展便停留下來。只有在全書的最後一句以「evolved」這個字結尾[30][31]：

There is grandeur in this view of life, with its several powers, having been originally breathed into a few forms or into one; and that, whilst this planet has gone cycling on according to the fixed law of gravity, from so simple a beginning endless forms most beautiful and most wonderful have been, and are being, evolved.

但至第六版本中達爾文用了“Evolution”這個字多次，還很直接明顯地稱他的理論為“Theory of evolution”。

物種起源的第一本中文版由馬君武翻譯，與較早期的日语版本同用現在通行的“進化”一詞，有學者認爲來源是和製漢語[32]。早於達爾文逝世不久，中文上用「進化論」是一致的，例如孫中山曾在著作中盛讚該論[33]。除了台灣之外，「進化」一詞沿用至今。台灣的學者[34]、政府機構[35]、教科書等[36]也仍有沿用「進化論」。

近年台湾教育部更改課本，以「演化論」代替[36]。根據台灣教育部所編輯的辭典，「進化」定義為生物由低級到高級、由簡單到複雜的發展過程，並將「退化」定義為進化的反義詞[37]。而「演化」則定義為生物物種為了因應時空的嬗變，而在形態和與行為上與遠祖有所差異的現象[38]。

北京大学生命科学学院教授张昀赞同“evolution一词出现在生物学中时译为进化，在其他学科中时译为演化”的观点（这也是被中国学术界基本公认并采纳的），他在《生物进化》一书[39]中写道：

进化一词早已被我国生物学界接受和广泛应用。如前所述，进化中的“进”字不能简单地理解为进步，更不是“退化”的反义词，它是指某种有趋势的变化（例如复杂性和有序性增长的趋势，适应生存环境的趋势），有别于无向的、循环往复的变化。而演化一词作为广义的概念近来越来越多地应用于非生物学领域（例如在天文学和地质学中），成为一个常用的（有时是滥用的）词。

個體間的差異最終都是來自突變。重組和遷徙也是帶來差異的重要機制。

突變是指遺傳的物質發生改變。广义的突变包括染色體變异（分為染色體數目和結構變異）和基因突变。不過一般所說的突變，是核酸序列的改變，也就是基因突变。基因突變是產生遺傳變異的最根本原因，細胞中的遺傳物質（通常是脱氧核糖核酸或核糖核酸）能夠經由許多方式改變，例如細胞分裂時的複製錯誤、放射線的照射、化學物質的影響或是病毒感染。多細胞生物的基因突變，可依照發生的細胞種類分為兩種。生殖細胞突變能夠遺傳到下一代；體細胞突變則通常限制在個體中。

基因突變可能對個體有害，也可能對個體有益，或是兩者兼具。有害的隱性基因因為不會出現症狀而被保留，當這些隱性基因配成對時，就可能使個體得到病變或是死亡。有一些基因雖然可能會造成病變，但是也可以使個體具有某些優勢，例如帶有一個鐮刀型紅血球疾病基因的人，對瘧疾更有抵抗力[81]。

對生物個體無益也無害的突變稱為中性突變，在族群中的出現頻率主要受到突變機率影響。由於這些突變不影響個體的生存機會，因此大多數物種的基因組在沒有天擇的狀況下，依然會有穩定數量的中性突變不斷發生。單一鹼基對的變換稱為點突變，當一個或多個鹼基對插入或是刪除時，通常會使基因失去作用[82]。

轉座子（）是生物的基因組片段，並且在基因組的演化上扮演重要角色。它們能夠移動並插入基因組中，或是取代原有的基因，產生演化上的變異和多樣性。DNA複製也被認為每百萬年間，会在動物的基因組中產生數十到數百的新基因[83]。

在無性生殖的過程中，染色體上的任何一對等位基因都會一起遺傳到下一代。但是對於行有性生殖的物種而言，親代同源染色體中的等位基因，在製造生殖細胞的減數分裂過程中，會發生基因重組。這是一種不同的脱氧核糖核酸段落斷裂並重新組合的過程。

原核生物之間能夠透過接合等方式，直接交換彼此的基因，因此重組在原核生物中也比較常見。而較複雜的動物與植物，則通常是在製造生殖細胞的減數分裂時期，因為染色體的互換（）而發生重組。減數分裂重組的發生頻率較低，而且排列位置較接近的等位基因，也較不易交換。因此可以由等位基因的重組率計算出基因的相對位置。

此外有性生殖中的孟德爾遺傳規則，能夠使有害的突變被清除，有益的突變被保留。且因為具有這種清除有害突變效果，因此當一個等位基因無法進行基因重組的時候（例如孤立的Y染色體），便因為有害突變逐漸累積，而使族群的有效種群大小縮減，這種現象稱為希爾—羅伯森效應）。若是染色體逐漸退化，則稱為繆勒氏齒輪[84]，這種現象比較容易出現在無性生殖的生物中。

如果一個族群中的每個個體都一模一樣，演化就無法發生。如何維持差異是一個重要的課題。如果突變率夠高，差異自然可以維持，但是在這種情況下也會因為遺傳的信度不高，造成族群無法無法適應，而且實際上大多數基因的突變率都很低。 維持這些變異的一個重要機制是孟德爾的研究確立的顆粒遺傳，也就是說一個有紅花和白花的族群不會因為長時間的繁殖全部變成一樣色調的粉紅花。

另一個困難是如何避免天擇太有效率而把所有稍微不適應的生物都消除。目前已知能維持差異存在的機制包括和頻率呈負相關的適應度（negative frequency-dependent fitness）、因時間或空間不同而改變方向的天擇、透過性狀可塑性而隱藏起來的變異（cryptic variation）等等。

DNA結構，鹼基位於中心，外側環繞著由磷酸根與糖類所形成的雙螺旋。

生物的性狀可以透過基因或其他機制遺傳。以人類為例，眼睛色彩是一個是一項特徵，可遺傳自父母的其中一個[85]。遺傳性狀是由基因所控制，而在生物個體基因組中完整的一套基因，則成為基因型[86]。

完整的一套可觀察性狀，可形成生物的構造或是行為，稱為表現型。這些性狀來自基因型與環境的交互作用[87]。因此生物體的表現型並非完全來自遺傳，例如皮膚的曬黑情況，是決定於個人的基因型與陽光的照射。每個人之所以對陽光有不同的反應，是因為基因型的差異，較顯著的例子是擁有白化性狀的個體，這類個體不會曬黑，且相當容易曬傷[88]。

基因是DNA分子中一些含有遺傳訊息的區域[86]，DNA則是含有四種鹼基的長鏈分子。不同的基因具有不同的鹼基序列，這些序列以編碼形式形成遺傳訊息。細胞裡的DNA長鏈會與蛋白質聚集形成一種生為染色體的構造，染色體上的特定位置，則稱作基因座（locus）。有時基因座上的序列在不同個體之間有所差異，這些各式各樣變化型態稱為等位基因（allele）。突變可使基因序列改變，產生新的等位基因。當突變發生虞基因時，新形成的等位基因可能會影響此基因所控制的性狀，使表現型改變。不過單一等位基因對應單一性狀的情形較少，多數的性狀更為複雜，而且是由許多進行交互作用的基因來控制[89][90]。

最近的研究結果證實，遺傳變化的重要例子不能被DNA的核苷酸序列改變來解釋。此類現象被分類為表觀遺傳系統[91]。DNA甲基化産生染色質，自我持續的代謝循環，通過RNA干擾導致基因表達沉默，蛋白質的三維構象(如朊毒體)的一些區域在部分个体中曾發現表觀遺傳系統[92][93] 。 遺傳變異一方面經由生殖而傳遞到下一個世代（被称为垂直基因转移），另一方面也可以透過水平基因轉移（英语：，简写：），在物種之內或是物種之間傳遞。尤其是細菌經常使用這種方式交換基因，最近的研究更發現可能有跨物種的水平基因轉移存在[94]。基因流（）則是指基因在生物個體之間轉移。 基因型（遺傳因子）是產生表現型（外在表現）的根本。而表現型本身也擁有表型可塑性（），能夠在基因型未改變的狀況下有所變化，並且能夠遺傳到下一世代[95]。除了基因本身的改變，染色體的重新排列雖然不能改變基因，但是能夠產生生殖隔離，並使新物種形成。

以的基因序列所建立的種系發生樹，將生物演化歷程分為三域系統，包括細菌、古菌與真核生物。第一個提出這種分類的是卡爾·霍斯（）。由於水平基因轉移的存在，使生物的親源關係可能比圖片中所顯示的更為複雜許多

水平基因轉移（英语：，简写：），是個體將遺傳物質傳遞到其他非本身後代個體的過程。這種機制使遺傳物質得以在無直系關係的個體之間產生基因流。

水平基因轉移也可以經由抗原轉移（）、基因重配（）與雜交反應（）等現象觀察。病毒能夠透過轉導作用（）在物種間傳遞基因[96]。細菌則能夠與死亡的細菌合體、經由轉化（），以及與活細菌進行接合（），而獲得新的基因。而新的基因則能夠以質體的形式，加入宿主細菌的基因組中[97]。雜交的現象在植物中最顯著[98]，此外目前已知還有10種以上的鳥類物種能夠雜交[99]。另外在哺乳動物與昆蟲中，也有雜交的例子[100]，只是通常雜交後代不具有生殖能力。也是細菌傳遞抗藥性的方式之一[101]，而且有些發現表明是原核生物與真核生物的演化重要機制[102][103]。

由於的存在，使種系發生學更加複雜，也使早期物種的演化過程出現一種隱藏關係（）。遺傳資訊在生殖作用之外，也能在物種之間傳遞。這使科學家必須在解釋演化關係的時候，表達出物種的隱藏關係，並且將不同的演化歷程組合[104]。

有五種機制可以改變族群中各種性狀的頻率：天擇、性擇、漂變、突變、遷徙。如果沒有這些機制，則族群處在哈溫平衡，不會演化。

孔雀顯眼又花枝招展的尾羽，是性擇的代表性例證，一方面使牠容易成為被獵食的目標，另一方面又能夠吸引雌性。

「選擇」指所有會讓性狀影響子代數量的機制，包括影響存活率、求偶成功率、或生育力的機制。包括了“天擇”（自然選擇）與“性擇”（性選擇）。選擇可以再細分出天擇、性擇、人擇、族群選擇、親緣選擇等等，然而這些區分都只是人為的，其定義並不絕對，例如有些人將性擇和人擇視為天擇的特例，有些人則視它們為不同的機制。 由於各種基因的變異，使同一個族群中，不同個體的生存方式和繁殖方式有所不同，當環境發生改變，便會產生天擇作用。之所以稱為天擇，是因為這種選擇並非如基因漂變或基因突變一樣隨機，當環境改變發生時，將只有某些帶有特定特徵的群體能夠通過這些考驗。

性擇指某個個體因為比起其他個體擁有較高的繁殖機會，因此牠們的基因會被保留，使後代繼續保有相同的優勢。人擇指人類為了本身的生存或是喜好而對不同的基因變異進行篩選，通常發生在農業、畜牧業或是寵物的育種上。此外，優生學則是人類對人類所進行的篩選行為。不過人類事實上只是自然界的一部分，因此人擇與天擇並沒有明確的分別。

基因流也稱為遷移（），當族群之間並未受到地理或是文化上的阻礙時，基因變異會經由一些個體的遷移，使基因在不同族群間擴散，這樣的情形稱為基因流。恩斯特·麥爾認為基因流類似一種均質化（）的過程，因此能夠抵銷選擇適應的作用。當基因流受到某種阻礙，例如染色體的數目或是地理的隔閡，便會產生生殖隔離，這是物種形成的條件之一。

族群中等位基因的自由移動，也受到族群結構的阻礙，例如族群的大小或是地理分布。雖然理想狀態中族群的生殖對象完全自由且完全隨機，但是現實世界中並非如此，因此地理上的親近程度會對這些基因的移動造成龐大的影響。而且當遷移數量較少的時候，基因流對演化的影響也較低[105]。

基因漂變指的是在因為每個個體的子代數量有隨機差異，而造成族群中等位基因頻率在每一個世代之間有所變化。當族群規模較大，基因漂變的程度會較低；當族群規模較小的時候，基因漂變的現象較為明顯。這種變化能夠以赖特-费舍尔模型（Wright Fisher）或其他數學公式表達。

當一個少數族群從原先族群之中分離而出，且兩者的基因頻率有所不同，若是分離而出的少數族群與原先族群的基因無法繼續交流，則兩者的基因頻率將漸行漸遠。這種現象稱為創始者效應。例如從德國遷移到美國的阿米什人，起源大約仅有200人，且习惯族内通婚。這個族群的埃利偉氏症候群出現頻率較其他族群高[106]。

在天擇的作用影響之後，生物能夠更加適應它們所處的環境。只要是能夠使個體擁有更大生存優勢的過程，都可以稱為適應。不過需要注意的是，適應並非放諸四海皆準，在一個環境中擁有優勢的特徵，可能會在另一個環境中成為缺陷，這種現象也能解釋為何演化並沒有任何預設方向和目的，只有適應或是不適應。

即使“進步”在演化過程中並非必要，但是物種之間的競爭關係，仍能使物種在最基本的環境適應之外，進行更進一步的變化。這些競爭類似人類的軍備競賽，且能夠依照物種的關係而分成兩類。一種是不對稱竞争，指物種受到不同條件的選擇，如掠食者與獵物的關係；另一種是對稱竞争，指物種受到相同的條件選擇，如森林中樹木對陽光的爭取[107]。此外性擇也具有競爭的特性，有些物種在繁殖機會的競爭壓力之下，會逐漸發展出相當奇特的外觀或行為，例如鮮豔羽毛與吞食異性[108]。

四種物種形成過程的比較圖

物種是指一群可以互相進行繁殖行為的個體。當一個物種分離成各個交配行為受到阻礙的不同族群時，再加上突變、遺傳漂變，與不同環境對於不同性狀的青睞，會使變異逐代累積，進而產生新的物種[109]。生物之間的相似性顯示所有已知物種皆是從共同祖先或是祖先基因池逐漸分化產生[15]。

物種形成受到許多類型的機制影響，主要可以分成2種類型。一種是異域性物種形成（），發生在族群受到地理隔離，而形成新物種的情況。例如大峽谷兩側的松鼠，由於峽谷地形的阻隔，形成兩個物種[110]。不過地理隔離並不一定會使物種分化，當兩個物種再度接近，有可能會產生雜交。例如台灣的白頭翁與烏頭翁，原本受到山脈阻隔而發展出不同型態，近年來純種烏頭翁卻逐漸與白頭翁交配而減少數量[111]。同域性物種形成（），是指新物種與固有物種在相同地區生存，却因為繁殖或溝通等行為的差异而產生生殖隔離。例如，印尼一種蝙蝠由於聲音不同，而產生三個從未雜交的族群[112]。

另外還有兩種較特殊的物種形成方式。近域性物種形成（）介於異域性與同域性之間，指物種原先受地理隔離，之後因族群擴大而與固有物種接觸，卻已經形成兩個物種。邊域性物種形成是由恩斯特·麥爾所提出，這種理論同時支持了疾變平衡理論，且與創始者效應有關，是小族群作為演化關鍵的例子。邻域性物種形成（）指物種雖然生存在相連的區域，但是因為交流的困難而產生新物種。最著名的現象是環狀物種（），例如北極圈周圍的黑脊鷗（）[113]。

最知名的已滅絕動物之一，渡渡鳥

滅絕指物種或是某個分類上的族群消失，並減少生物多樣性。某一物種的最後個體死亡，就是物種滅絕的時刻，即使滅絕前就已經失去了任何繁殖的可能。由於物種的潛在範圍可能相當大，因此確定物種滅絕時刻相當困難。

演化並非一定幫助生物存活，有時也可能造成生物的適應度下降，最後造成滅絕。例如因為創始者效應或瓶頸效應。另一個例子是茄科植物的自交授粉造成繁殖率提高而演化出來，但是自交又造成不良突變累積，無法透過重組去除，而產生較高的滅絕率[114]。

地球上曾經有過多次大規模的滅絕，其原因大多是因為環境，尤其是氣候的大幅改變。其中最嚴重的5次[115]，分別是奧陶紀後期（4億4千萬年前）、泥盆紀後期（3億6千萬年前）、二疊紀後期（2億5千萬年前）、三疊紀後期（2億0千萬年前）與白堊紀末期（6千6百萬年前）。其中二疊紀後期的二疊紀滅絕事件，大約95%的海洋生物與70%的陸地動物消失。白堊紀末期的白堊紀滅絕事件，則因為恐龍的滅絕而著名。

生物的多樣性和一致性是可以用演化論解釋，而智慧創造或直接神創則難以解釋這些現象。生物之間的同源特徵是演化的證據。因為所有的生物都有共同祖先，所以即使是外觀差異非常大的生物，仍然可以在分子生物學、比較胚胎學和比較解剖學上找到相似性。演化也可以解釋為什麼地球上會有這麼多種生物：適應不同棲位。在生物地理學上，相近區域的生物往往在分類學上非常相近，顯示出單一物種的輻射演化，而不同地點的生物也可能在類似的環境帶有類似的構造，顯示出趨同演化。源於最近的共同祖先的共同性狀在物種之間更相似，包括共同的DNA序列，可以作為進化關係的依據，建立生命之樹（系统发生学）。[116]

雖然演化有很大部份發生在久遠的過去，但是經由痕跡器官、過渡化石、反祖現象和種系發生學重建一個種系或生物器官的演化歷史，可以證明過去的生物和現在的生物都經歷漸變的演化。

演化論是可以用來預測或實際應用的，例如細菌的抗藥性演化、馬島長喙天蛾的發現都是演化論預測到的；癌症治療和基於流行病學的公共衛生政策也常用上演化論。這些預測和應用顯示演化論是正確的。

演化生物學者有時會依據時間長短與差異程度，區分「微觀演化」（微演化）與「宏觀演化」（廣演化）。微觀演化指几個世代中，基因频率小范围的变化，例如現今世界各地人類的差異。宏觀演化指長時間的演化過程，例如人類與滅絕祖先或各種現存靈長類間的親緣關係。不過這只是為了研究方便所做的人為區分，並非生物演化在本質上存在的差異，像物種形成該放在哪一邊就沒有固定的分法。

關於宏觀演化的過程，有許多不同的理論，主要是用來解釋化石紀錄中難以解釋的現象。傳統的觀念認為，許多微觀演化的累積，經歷足夠時間之後便形成新物種，這樣的理論稱為漸變論。而漸變論又有許多形式，例如由史蒂芬·古爾德與尼爾斯·艾崔奇在1972年提出的疾變平衡論[124]。這種理論認為生物的演化歷史是許多走走停停的過程，在大多數時間並沒有太大的變化。而某些個體中存在關鍵基因（如同源异形盒），可能導致新物種迅速形成並大量繁殖，之後再恢復平衡。如此便能夠合理的解釋化石紀錄不平均的問題。其實古爾德經常以批判漸變論的姿態出現在大眾媒體，但是道金斯認為，疾變平衡論只是漸變論的一種形式[107]。而極端的漸變論，認為演化過程是以等速進行，對於化石數量的不平均，則以「化石紀錄本身並不完整」來解釋。極端的漸變論，仍然經常使用在分子層次，並發展出分子時鐘的觀念。但是近年的研究發現，分子時鐘也並非等速進行，而是在不同物種或是不同年代具有不同的演化速度[125]。且不同的研究中，對分子演化速率的推算差異相當大[126]。

另外曾有一種源自托馬斯·亨特·摩爾根果蠅研究的突變論，認為物種只需要一個世代就能經由突變形成。在現代演化綜論後，演化生物學已經放棄此理論，只有少數特例符合此情況，例如蝸牛的左右旋、蟬的羽化時間、以及植物的多倍體可以在一兩個世代內因突變而造成生殖隔離，成為新物種。

另一個造成快速演化的是災變，例如火山爆發、隕石撞擊造成的大滅絕[127]。

生殖成就空間一般會顯現出山峰與山谷，山峰顯示生物所能達到的最高生殖成就，山谷則顯示其區隔，解釋特徵差異的存在。生殖成就空間除了可以如此圖般以二維方式呈現，也可以三維方式表達。圖中直向為生殖成就，橫向為表現型變數。

生物的變異可以量化為數字，因此也能夠建立出數學模型。較早的數值分類學（numerical taxonomy）將生物的特徵量化為數字，並且依照這些數字進行分類，藉此找出牠們的親緣關係。

許多現在的科學家認為生物型體的演化，是源自於基因的變異（基因中心演化觀點）。而且由於基因突變具有一些規律性，因此複雜的演化過程，可以簡化成数学模型。早期的族群遺傳學家使用線性的模型，例如將為每一個對偶基因定下一個「天擇係數」，藉此估計此對偶基因在每一世代中的基因頻率。現今則多用非線性的方式分析，例如一種稱為适应度地形/适应度景观（fitness landscape （页面存档备份，存于））的曲面圖形，可以用來表達生物個體在繁殖上的能力，與其特徵之間的相關性。由圖形可以看出具有不同特徵的生物可能同時皆有較高的生殖成就。

由於這些生物的變異可以化成許多種不同的變數，因此數學上用來處理多維空間的技巧，便可應用在生物關係的分析。此外這些數學方法的優點是計算過程上相當精確，缺點是其正確性取決於人為的判斷與假設[128]。

有些演化研究專注在社會性生物上，稱為社會演化。例如漢彌爾頓提出親屬選擇，解釋利他行為與邪惡的存在。不久之後，艾德華·威爾森出版的《社會生物學——新綜合理論》，解釋了社會性生物的各種行為，並在最後討論套用在人類行為的可能性。

1976年，道金斯在《自私的基因》一書中，认为人类的文化也能以演化解釋。他根據基因（）这个词，將文化的演化单位称为迷因（、在中文也被音譯為迷米）。類似作為遺傳因子的基因，迷因為文化的遺傳因子，也經由複製（模仿）、變異與選擇的過程而演化[129]。

社會生物學與迷因學的差異在於，社會演化仍然是一種基因中心觀點，以遺傳物質分子為天擇單位；而迷因學則是以非基因的文化為天擇單位。文化演化是目前最新的一波試圖重新用演化論的模型來研究人類文化的試驗。

英國生物化學家尼克·連恩在其獲得2010年英國皇家學會科學圖書獎的著作《生命的躍升》中說：「懷疑生物演化，就算本書某些細節也許未來被證明是錯的，就是……懷疑現實」。[130]

諷刺漫畫反映了早期人們對於「人類與猿類具有共同祖先」這個觀念的抵触。

演化論有時被誤解為主張有些物種（如人類）比其他的物種更高級，甚至是演化的方向與目的所在。且認為演化的過程必定會使生物愈來愈複雜，或是進行與演化相反的退化。而現在的生物學家認為演化是沒有方向的過程，也沒有任何預先計畫的目標。雖然在已知的演化過程中，確實具有逐漸複雜的現象，但是依然有許多物種保持在較簡單的狀態，如細菌。因此複雜性可能增加也可能減少，或是維持不變，結果取決於天擇的機制[131]。 有些人以為演化論在學界無共識、創造論和演化論一樣有效。如前總統曾在1980年的一場競選活動中表示：“演化是一個理論，只是一個科學理論，直到現在依然在科學界中受到挑戰，並且尚未被科學界認為絕對正確。”這類說法強調演化只是一個理論，所以並不是真實存在的事物。然而對科學家而言，理論並非與事實對立。事實是指經驗上所得的資料或數據，理論則是對事實的解釋與想法。里根更說，如果學校要教進化論，也要教聖經上對人類來源的解釋，「而近年來的發現，指出了進化論重大的破綻」[132]。這正與事實相反。2005年美國總統布希公開贊成學校同時教授智慧設計論與演化論。批評者說：「喬治·布什可以證明，受過哈佛和耶魯教育，也影響不了一個人的頑固。」[133]。 2005年的美國賓州多佛學區案中，法官判決學校在2004年開始教授的智慧設計論違反法律，其它學區因爲避免官司而從此放棄教授此論。[134]。2010年，美國宗教學院定下指導方針，智慧設計論不應在科學課中教授，只可作爲文學或社會科學的課程。[135]

物種形成有時候被認為是無法直接觀察的現象，並得出演化是不科學的結論。但是科學的發現不僅是經由可重複的實驗，均變說（）使科學家得以用經驗來推論事物的原因[136]。此外物種形成的例子也出現在植物[137]。還有刺魚（）的外胚葉發育不全（）等位基因，被用來當作研究基因轉變與物種形成的模型[138]。有一種類似的觀點，認為微觀演化是可以觀察，而宏觀演化則無法觀察。但是由於宏觀演化的機制與微觀演化相同，所以宏觀演化事實上已經在微觀演化中被觀察[139]。而且物種之間基因序列的比較，也顯示少量的遺傳變異，就可以導致外表相當大的變化。 有些人誤以為演化增加複雜性的情形違反了熱力學第二定律，即在一個孤立系統中，熵只會增加或是維持不變，可以使用的自由能應逐漸減少，最終反應逐漸趨於動態平衡。事實上生態系並非閉合系統，所有生態系中生物所獲得的自由能，都是來自太空中，尤其是太陽。太陽、地球與太空的系統並不違反熱力學第二定律，因為太陽與地球輻射所產生的自由能，遠超過生物演化所需[140][141]。