Les critères morphologiques et embryologiques permettant d'établir des parentés

Selon le principe de l'évolution, les espèces ne sont pas restées stables au cours du temps : elles se sont transformées pour donner de nouvelles espèces.
Pour effectuer une classification des êtres vivants, les scientifiques ont recherché les relations de parenté entre différents individus, c'est-à-dire les caractères homologues.

Exemple : On observe les squelettes d'un être humain et d'un oiseau.
On remarque un plan d'organisation commun dans le membre postérieur :

• dans le bras : humérus
  
• dans l'avant-bras : radius et cubitus
  
• à l'extrémité : carpes, métacarpes et phalanges.

Les seules différences correspondent au mode vie respectif de chacun.
Les membres de vertébrés tétrapodes (à quatre pattes / qui possèdent 2 paires de membres et un cou) sont donc construits selon le même mode d'organisation : ce sont des organes homologues.

Les caractères homologues sont placés de la même façon dans l'organisme, malgré des formes et des fonctions parfois différentes ; les formes (avant-bras de l'homme, aile de chauve-souris, patte de tortue, etc.) et les fonctions (nage, vol, saut, etc.) sont également très différentes (mais une fonction générale identique : le déplacement).
Cela suggère une certaine parenté à cet ensemble de vertébrés, avec une origine commune du membre étudié.

Exemple : Les membres antérieurs d'un insecte et de la taupe se ressemblent, mais sont-ils apparentés ?
Si on compare leur organisation morphologique, on constate que les plans d'organisation et de construction sont complètement différents : il n'y a pas homologie (ressemblance héritée d'un ancêtre commun) mais analogie (ressemblance non héritée d'un ancêtre commun).

Déceler des caractères homologues n'est pas toujours facile. Dans ce cas, la simple observation d'un individu permet souvent de déterminer à quel groupe il appartient : les reptiles possèdent des écailles, les oiseaux des plumes, les mammifères des poils, etc. On définit ainsi pour chaque caractère un état ancestral commun à plusieurs groupes (ex. : écailles chez les oiseaux mais aussi chez les reptiles) et un état dérivé propre à un groupe.

La notion d'homologie anatomique suggère une origine commune, mais des comparaisons d'embryons renforcent cet argument.
Chez les vertébrés, les embryons ont un développement qui leur est propre, ils présentent des différences importantes au début et à la fin de leur développement, mais ils passent tous par un stade où ils ont une allure et une organisation semblables. Cette similitude des embryons met en évidence des relations de parenté entre les vertébrés.

Ainsi, chez l'homme comme chez tous les mammifères, l'embryon se développe dans une cavité amniotique. C'est la présence de l'amnios qui permet de diviser les vertébrés en 2 groupes : ceux qui possèdent cette enveloppe et ceux qui en sont dépourvus.

Les espèces peuvent se regrouper sur la base de caractères et ressemblances partagées, afin de définir le genre, la famille, l'ordre, la classe, l'embranchement et le règne : il s'agit d'une véritable classification, très hiérarchisée.