L'observation de la morphogenèse d'un embryon de mammifère, une souris par exemple, montre comment les arcs branchiaux qui se forment initialement évoluent ensuite pour donner des structures comme la mandibule, le plancher buccal, l'oreille et des éléments de la partie ventrale du cou. Par ailleurs, les grands jalons de l'évolution des vertébrés au Paléozoïque témoignent comment les arcs branchiaux des agnathes primitifs ont évolués en une mâchoire complexe qui a elle même été à l'origine de la mâchoire simple et des osselets de l'oreille moyenne des mammifères. La succession des événements qui jalonnent la transformation des arcs embryonnaires en organes adultes se retrouve donc assez fidèlement dans les étapes successives de l'évolution phylétique des vertébrés.


Si l'on démonte une ammonite de l'espèce Epideroceras ponticum, on constate que les tours internes qui correspondent aux stades juvéniles ont une ornementation complexe avec des tubercules latéraux et des côtes secondaires ventrales. A l'opposé de la spire, les tours externes qui correspondent au stade adulte ont des côtes simples. Entre les deux, les autres tours ont une ornementation intermédiaire. Les membres suivants de la lignée montrent une expansion de la morphologie complexe initialement restreinte aux stades juvéniles, d'abord dans les tours intermédiaires (chez E. planarmatum), puis dans les tours adultes (chez E. biruga). L'enchaînement des stades ontogénétiques observés chez l'espèce ancestrale se retrouve donc inversé dans la séquence phylétique des adultes (Figure 1).


Ces deux exemples témoignent de l'étroite relation qui peut exister entre évolution et développement, que ce soit dans un sens récapitulatif (premier cas) ou inverse (second cas). Ce type de constatation n'est d'ailleurs pas nouveau et, dès l'antiquité, Aristote classait les animaux en cinq groupes de perfection croissante dont l'ordre reproduisait celui des étapes du développement humain. Mais c'est à la suite de l'avènement de la théorie darwinienne de l'évolution au XIXème siècle, notamment avec Ernst Haeckel et sa loi de la récapitulation, que le lien entre le développement des organismes et leur évolution a vraiment été fait. Les études concrètes couplant ontogenèse et phylogenèse, comme les réflexions plus théoriques, se sont multipliées et il est aujourd'hui clair que même si les choses sont complexes dans leurs détails, on peut affirmer que le développement documente l'évolution.


Malgré cette relation, avérée par de multiples exemples, entre développement et évolution, l'ontogenèse a été largement ignorée par la Théorie Synthétique élaborée au tournant des années 1940-1950 par des généticiens, des écologistes et des paléontologistes, avec comme chefs de file respectifs T. Dobzhansky, E. Mayr et G.G. Simpson. La Théorie Synthétique a marqué, comme son nom l'indique, un immense progrès de synthèse entre disciplines intéressées par l'évolution, mais elle a surtout mis l'accent sur les causes externes, adaptatives, de variation et d'évolution des formes : la sélection naturelle, omnipotente ou presque, pilote le changement. Néanmoins, depuis quelques années, se manifeste un retour remarquable et remarqué de l'ontogenèse dans le domaine des sciences de l'évolution. Ce retour emprunte deux voies de recherche complémentaires : la première est née sous l'impulsion du paléontologiste américain S.J. Gould et concerne surtout la morphologie; la seconde coïncide avec l'essor de la génétique du développement.