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La evidencia de un antepasado común en los seres vivos, que han encontrado durante décadas científicos que trabajan en numerosos campos, demuestra la descendencia común de estos seres, que la vida en la Tierra se desarrolló a partir de un último antepasado universal, que la evolución existe y que puede demostrar los procesos naturales que han dado como resultado la biodiversidad de la vida en la Tierra. Esta evidencia apoya la síntesis evolutiva moderna, la actual teoría científica que explica cómo y por qué cambia la vida a lo largo del tiempo. Los biólogos evolucionistas han documentado evidencias de antepasados comunes realizando predicciones verificables, probando hipótesis y desarrollando teorías que ilustran y describen sus causas.
La comparación de secuencias genéticas de ADN ha revelado que los organismos de cercana filogenia tienen un mayor grado de similitud secuencial que los organismos de filogenia alejada. Se pueden encontrar más pruebas de la descendencia común en detritus genéticos como los pseudogenes, regiones del ADN ortólogas a un gen en un organismo relacionado, pero que ya no tienen actividad y parecen estar experimentando un proceso continuo de degeneración por acumulación de mutaciones.
Los fósiles son importantes para estimar cuándo se desarrollaron distintos linajes en la escala temporal geológica. Como la fosilización es un suceso poco común, en la que se debe combinar la existencia de partes duras del cuerpo y la muerte en las cercanías de un lugar donde se depositen sedimentos, el registro de fósiles solo proporciona información dispersa e intermitente sobre la evolución de la vida. La evidencia científica de organismos anteriores al desarrollo de partes duras como conchas, huesos y dientes es particularmente escasa, pero existe en forma de antiguos microfósiles, así como de impresiones de distintos organismos de cuerpo blando. El estudio comparativo de la anatomía de grupos de animales muestra rasgos fundamentalmente similares u homólogos, demostrando relaciones filogenéticas y ancestrales con otros organismos, sobre todo cuando se comparan con fósiles de antiguos organismos extinguidos. Las estructuras vestigiales y la comparación del desarrollo embrionario son un factor esencial del parecido anatómico en concordancia con la descendencia común. Como los procesos metabólicos no dejan fósiles, la investigación de la evolución de los procesos celulares básicos se hace sobre todo por comparación con la fisiología y bioquímica de organismos existentes. Muchos linajes se bifurcan en distintos estados del desarrollo, por lo que es posible determinar cuándo aparecieron ciertos procesos metabólicos comparando las características de los descendientes de un antepasado común. La organización bioquímica universal y los patrones de variación molecular de todos los organismos también muestran una relación directa con ancestros comunes.
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