在研究生物进化的过程中，化石是最重要的、比较全面的证据，化石在地层中出现的先后顺序，说明了生物是由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生逐渐进化而来的，始祖鸟化石说明了鸟类是由古代的爬行动物进化来的等，而比较解剖学上的同源器官只是证明了具有同源器官的生物具有共同的原始祖先，胚胎学上的证据（如鳃裂）只是说明了古代脊椎动物的原始祖先都生活在水中，这些证据（包括分类学、遗传学上的证据）的证明面都比较窄，因此生物进化最直接、最主要的证据是化石。
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