О ходе развития свидетельствуют многочисленные окаменелые ископаемые остатки как растительного, так и животного происхождения. Окаменелости являются «остатками растений и животных или непосредственными признаками их существования, сохранившимися в какой-нибудь формации земной коры, причем безразлично, чем представлено отложение: твердой и прочной горной породой или мягкими несвязными остатками». Последовательность, в которой появлялись все новые и более высокоразвитые формы, изучалась главным образом в течение прошлого и настоящего столетия. Большинство авторов Средневековья истолковывало окаменелости как загадочную «игру природы» случайного характера или как истечение формирующей силы слоев Земли. Теперь ископаемые остатки оказались отпечатками, окаменелыми (минерализованными) или обугленными (карбонизированными) преобразованиями трупов прошедших эпох. Для окаменения необходимо наличие благоприятных условий. Поскольку поиски окаменелостей, в общем, ведутся несистематично, находки их бывают сравнительно редки. Окаменелости обнаруживаются преимущественно в осадочных породах. Последние отлагались слой за слоем в ходе геологических эпох, например благодаря действию проточных вод. Захваченные в верхнем течении массы камня, песка и ила отлагаются при замедлении течения рек главным образом в области устья. Отступающая вода тоже часто оставляет слои ила, которые покрывают все отложения, в том числе мертвых животных и растения. Мягкие части в целом сгнивают, кости же, зубы, древесина и тому подобное подчас могут ми парализоваться. Облекающий их ил и песок затвердевает и «запечатывает» органические включения. В осадочных породах, которые сохранились подобным образом, можно найти древнейшие ископаемые остатки в наиболее глубоких отложениях, а самые последние — в слоях, расположенных ближе к поверхности. На этом основывается давно известный способ относительного определения древности ископаемых. Относительные данные в течение прошлого столетия удалось дополнить абсолютными, которые были получены при помощи биохронологичесних методов. Так обрисовался путь развития растений и животных, выявленный современной палеоботаникой и палеозоологией. Проблема исторического перехода от одноклеточных организмов к многоклеточным в настоящее время еще ждет своего разрешения. В этом отношении приносит пользу изучение существующих теперь определенных живых организмов. Согласно широко распространенному представлению, некоторые одноклеточные водоросли объединились в более высокоразвитые образования. Последние состояли из 4, 8, 16, 32 и более клеток наподобие определенных существующих ныне водорослей. Так была, наконец, достигнута стадия клеточных колоний, которую можно наблюдать теперь на примере шаровидной водоросли (вольвокса). Позднее, согласно этому представлению, для увеличения размеров организма потребовалась качественная дифференциация отдельных клеточных групп. Так дело дошло до образования особых тканей со специальными функциями защиты, движения, пищеварения, размножения и так далее. Возникшие подобным образом простейшие многоклеточные формы организмов, вероятно, были сходны с наблюдающимися теперь эмбриональными формами: морулой, бластулой и, наконец, вогнутой гаструлой. В последней уже заметен «первичный рот» в виде входного отверстия и «первичная кишка» в виде впяченной части. Так называемая теория Гаккеля является учением об эволюционном образовании многоклеточных форм из одноклеточных, осуществившемся к результате объединения многих одноклеточных форм. Верность этой теории оспаривается. Югославский зоолог И. Хадзи полагает, что описанный процесс, может быть, проходил таким образом при возникновении губок животного происхождения (спонгин). Однако, по его мнению, типичный переход к многоклеточным животным организмам протекал иначе.
Благодаря внутреннему делению (целлюляризации) одноклеточных (протозоа) возникли многоклеточные (метазоа). Поэтому будто бы безнадежно вести поиски впяченных двухслойных (гаструло-подобных) первичных многоклеточных ископаемых форм. Самые примитивные многоклеточные, вероятно, должны были бы походить не на кишечнополостных, а скорее на некоторых ресничных червей. Таким образом, теория Хадзи предлагает считать, что ресничные черви происходят от ресничных одноклеточных. Действительно, есть некоторые одноклеточные, которые характеризуются многоядерностью. Здесь не хватает места для подробного изложения и обсуждения последовательности эволюционного развития многоклеточных форм. Перечислим лишь вкратце последовательность, в которой большие группы организмов сменяли друг друга в ходе истории Земли. Она документально воплощена в окаменелостях и устраняет нее сомнения в биологическом усовершенствовании растительного и животного мира. В растительном мире водоросли образуют самую раннюю из установленных в настоящее время групп. Их тело состоит из однородных клеток; специальных проводящих и опорных органов нет. За водорослями следуют мхи, у которых обычно есть уже органы, имеющие характер стеблей, листьев и корней. Однако проводящие пучковые образования еще отсутствуют. После мхов появились папоротники, плауны и хвощи, так называемые тайнобрачные. Они уже обладали специализированными проводящими органами. От них произошли семенные растения с их большими группами — голосеменными и покрытосеменными. Последние охватывают классы однодольных и двудольных. Они представляют собой большую часть современной флоры. Особенно внушительно эволюционный процесс проявляется в переходных формах. Последние объединяют большие группы организмов и поясняют прогресс эволюции. В качестве примера растительных переходных типов назовем здесь вымерших ныне псилофитов. Они произрастали примерно 350 миллионов лет назад (в нижнем Девоне) и представляют собой шаг от жизни в воде к жизни наземной. Лишенные листьев, но снабженные проводящими пучками, псилофиты как папоротникообразные сосудистые растения стоит выше мхов. По-видимому, они ведут свое происхождение от предков, имевших сходство с водорослями. Один представитель этой группы имел высоту примерно 50 см и состоял из однородных и равноценных основных частей (теломов). Последние служили отчасти для ассимиляции отчасти для размножения, отчасти выполняли другие функции. Устьица в эпидермисе доказывают, что псилофиты были наземными растениями. Они ясно показывают, «как должно было выглядеть первобытное наземное растение».
По всей вероятности, постепенный переход растений к жизни на суше произошел в прибрежных зонах прилива и отлива. Развитие растений предшествует развитию животных. Это понятно, так как растения представляют собой основу питания для появляющихся животных форм. «Теория Происхождения видов, по которой более сложные, систематически выше стоящие формы развились из более простых и сами оказываются таковыми по сравнению с последующими, ясно подтверждается палеонтологией растений». Животные совершили эволюцию от одноклеточных до губок, кишечнополостных и червей. Последние совершают большие мускульные движения и обладают органами кровообращения, выделения и дыхания, а также нервной системой. От кольчатых червей происходят ракообразные, мечехвосты, паукообразные, многоножки и насекомые. Предки моллюсков тоже, по-видимому, были близки к кольчатым червям. Точно так же потомками червей можно, пожалуй, считать плеченогих и иглокожих. Спорным является вопрос, откуда появилась обширная и более высокоорганизованная группа хордовых, которые первоначально имели спинной скелетный тяж из опорной ткани. В конце концов спинная струна (хорда) была заменена позвоночным столбом. Так появились позвоночные животные, составляющие основную часть хордовых. А. О. Ковалевский считал, что хордовые происходят от асцидий. Поляк Р. Козловский, наоборот, усматривает у позвоночных животных общность с граптолитами. Граптолиты — это образующие колонии животные организмы, которым систематики обыкновенно отводят другое место в классификации. От группы первобытных позвоночных отделились рыбы, имевшие сначала хрящевой, а потом костный скелет. От костистых рыб происходят двоякодышащие. Они являются предками амфибий — первых позвоночных, населявших Землю из парных плавников, которые можно было употреблять при ползании, развились пятипалые конечности. Так постепенно образовались части тела позвоночных, живущих исключительно на суше. Более высокоорганизованная группа пресмыкающихся дала формы, от которых произошли птицы и млекопитающие. Млекопитающие сначала были маленькими и невзрачными, Они теплокровны, имеют волосяной покров, особые признаки строения черепа, органы дыхания и кровообращения. Их мозг прогрессивно развивается. Они рождают живых детенышей, получающих питание от молочных желез матери. Млекопитающие наконец стали преобладающей (доминирующей) группой животных наших дней. Они широко распространились по земному шару и приспособились к самым разнообразным условиям внешней среды. Они завоевали не только сушу. Они населяют воздушное пространство (летучие мыши) и моря (киты). От самой высокоразвитой группы млекопитающих меньше чем два миллиона лет назад произошел человек. Он является высшей ступенью пройденной биологической эволюции. Так при постоянно изменяющихся условиях существования возникли высшие организмы. Эволюция совершалась с нарастающей скоростью. Около 400 миллионов лет продолжалось развитие костистых рыб до их стадии совершенного развития, 350 миллионов лет длилось прогрессирующее преобразование форм наземных позвоночных. В течение 130 миллионов лет усовершенствовались птицы и млекопитающие. За последние 50 миллионов лет возникли важнейшие отряды млекопитающих. И самое большее два миллиона лет назад человек начал устанавливать свое господство над всем животным миром.