生物的進化方向是怎樣決定的？地球上沒有完全相同的生物，也不會有完全相同的個體，就算是同卵雙胞胎，也會有這樣那樣的差異。可是，科學家卻斷定，生活在地球上的這些形形色色的生物，祖先只有一個。各不相同的生物，就像同一棵樹上的不同枝條，它們形態各異，大小不一，卻有著一個共同的根。那麼，地球上的生物都是同根生的依據是什麼呢？
無論是個頭極小、結構簡單的細菌，還是體形碩大的象和鯨，它們的身體無一例外都由細胞組成，它們的生命活動都在細胞中進行，它們的傳宗接代也都由細胞來完成。此外，所有生物的生命活動都離不開蛋白質，它們的性狀傳遞離不開dna。正是生物之間的這些同一性，使生物學家做出了所有生物都有共同祖先這一結論。
比較解剖學和比較胚胎學的研究，同樣也支持生物都有共同的根這一結論。可是，共同的祖先怎麼會產生面目全非、多種多樣的後代呢？很久以前這個問題就困擾著人類，雖然有不同的答案，但最令人信服的只有一個，那就是五花八門的生物都是由共同的祖先不斷變化發展而成的。生物的變化發展也叫生物的演化，就是我們所說的"生物進化"。
菊石是一類已經滅絕的無脊椎動物，它們也是指示地層年代的重要標誌化石。地質學家對化石的研究證明了"生物進化"這一觀點的正確性。地球形成於46億年前，地質學家和古生物學家在36億年前的地層中發現了細菌化石，在36億年以後的地層中陸續發現了不同種類的化石。科學家們發現，最早出現的動物化石是生活在水中的無脊椎動物，以後依次出現的是魚類、兩棲類、爬行類、鳥類和哺乳類;最早出現的植物化石是水生藻類，隨後依次是蕨類、裸子植物、被子植物。結合化石出現的年代先後和化石種類，科學家們看到了生物發展變化的趨勢，那就是地球上的生物是沿著簡單到複雜、水生到陸生、低等到高等的方向變化發展的。
那麼，是什麼推動了生物的進化呢？英國科學家達爾文的回答最令人信服，他認為生物進化的原因是"自然選擇"或者"適者生存"。達爾文從馬爾薩斯著的《人口論》中看到人口增長快於生活資料增長的論述，並贊同這種觀點。他認為，任何生物只要每個個體留下兩個後代，隨著它們後代數量的增加，生物總數的增長必然快於生活資料的增長，解決這個矛盾的唯一途徑就是彼此之間要進行生活資源的爭奪，為了生存所進行的生活資源爭奪稱為"生存競爭"，也叫"生存鬥爭"。
在"生存鬥爭"中，必然是"勇"者勝。就像狼和兔的關係，狼群中跑得快的就容易逮住兔，得以生存下來，而兔群中跑得快的容易保住性命。狼與狼、兔與兔、狼與兔之間都在為生存而展開競爭，競爭勝利者就被大自然保留下來。由此可知，是大自然選擇了生存競爭中的勝利者，簡稱"自然選擇"。當然也可以認為，"生存競爭"中的勝利者是適合大自然的，所以"自然選擇"也叫"適者生存"。
從狼與兔的例子中，我們可以看到，雖然同為狼，其中也有跑得快的和跑得慢的之分，同種生物中的不同個體就是變異個體。達爾文曾歷經5年的環球航行，他見到生物之間廣泛存在著變異，雖然不知道變異的具體原因，但他清楚地知道，正是各種生物都存在著遺傳變異，才造成了個體的不同，才會發生生存競爭，也正是因為有了生存競爭，才會引起自然選擇，正是由於適合大自然的變異個體得到了生存，生物才會發展"進化"。