地層は、長い年月の間に、下から順に積み重なってできます。そのため、下にある地層ほど古い時代のものです。
背骨のある動物（脊椎動物）の化石を地層ごとに調べると、いちばん古い地層からは、魚類の化石しか見つかりません。それより新しい地層からは、両生類、ハ虫類、哺乳類、鳥類の順に、化石が見つかるようになります。
魚類が現れたのはおよそ 5 億年前、両生類はおよそ 3 億 6000 万年前、ハ虫類はおよそ 3 億年前、哺乳類はおよそ 2 億年前、鳥類はおよそ 1 億 5000 万年前と考えられています。
生物が、長い年月をかけて代を重ねるうちに、形やくらし方を変えていくことを、進化といいます。新しいなかまは、それより前にいたなかまから進化して現れたと考えられています。
最初の脊椎動物は、水の中でくらす魚類でした。やがて、ひれの中にじょうぶな骨をもつ魚のなかまから、陸に上がる両生類が現れたと考えられています。
両生類の親は肺で呼吸できますが、殻のない卵を水の中に産むので、水辺からはなれてはくらせません。
ハ虫類は、殻のある卵を陸の上に産みます。そのため、水からはなれた場所でも、子を残せるようになりました。
現れた順に並べると、脊椎動物が、くらす場所を水辺から陸の奥へと広げてきたことがわかります。
ヒトのうで、クジラのひれ、コウモリのつばさ、ハトのつばさは、形もはたらきもちがいます。
ところが、中の骨を比べると、どれも、1 本の上うでの骨、2 本の前うでの骨、手首と指の骨という、同じ組み合わせでできています。
このように、見た目や使い方がちがっても、もとは同じ器官だったと考えられるものを、相同器官といいます。相同器官があることは、これらの動物が共通の祖先から進化してきたことを示す証拠の 1 つです。
ドイツの地層から見つかった始祖鳥の化石は、およそ 1 億 5000 万年前のものです。
始祖鳥には、羽毛のあるつばさという、鳥類の特徴があります。その一方で、つばさの先のつめ、口の中の歯、骨の入った長い尾といった、ハ虫類の特徴ももっています。
鳥類とハ虫類の中間にあたるこのような化石は、鳥類がハ虫類のなかまから進化したと考える根拠の 1 つになっています。
化石の記録や体のつくりの比べ方から、脊椎動物のなかまどうしの関係がわかってきました。
魚類のなかまから両生類が現れ、両生類のなかまからは、殻のある卵を産む動物が生まれました。そこから、ハ虫類と、哺乳類の祖先が分かれたと考えられています。鳥類は、のちにハ虫類のなかまから現れました。
今いる生物は、どれも長い進化の結果として、それぞれのくらしに合った体のつくりをもっています。