뇌
척추동물의 두뇌 진화는 대뇌를 포함한 전뇌의 부피증가가 특징적이다. 원시어류의 경우 척추 앞부분에 약간 부풀어오르는 돌기모양의 뇌를 갖는다. 그보다 조금 더 발달한 어류는 원시어류에 비해 약간 큰 1~2g 정도의 돌기를 갖게 되었다. 이 돌기가 고등 동물의 후뇌, 뇌간, 중뇌에 해당된다.
상동성
각각의 종들은 모두 형태학적으로 차이를 가지지만, 진화의 과정 동안 보존되는 형태적 특징도 나타나게 된다. 이는 진화적으로 가까운 종들일수록 뚜렷하게, 많이 나타난다. 포유류 앞다리 뼈는 매우 다양한 형태를 가진다. 예를 들면 인간의 앞다리는 정교한 작업이 가능하도록 진화하였으나, 고래의 그것은 수중 생활에 적합하게 지느러미와 같이 변하였고 박쥐의 경우는 날개로 진화하였다. 그러나 이들의 앞다리의 골격 구조를 보면 많은 골격 요소들과 전체적인 연결 형태가 상동성을 띔을 알 수 있다. 한편 이를 좀 더 거슬러 올라가면, 양서류, 조류를 포함한 파충류, 포유류의 앞다리는 모두 상동이라고 할 수 있다. 사지류의 공유파생형질인 네 다리는 어떠한 공통조상의 형질로부터 유래한 것이기 때문이다. 여기서 상동성과 상사성에 대해 유의해야 할 것은, 박쥐와 조류의 날개는 사지류 전체에서 본다면 상동형질이나, 이들의 가장 가까운 조상은 공통적이지 않기 때문에 다른 조상에서 독립적으로 비슷한 기능이 진화한 상사성으로 볼 수도 있다는 것이다. 즉, 이 용어들을 사용할 때는 어느 수준에서 종과 형질들을 다루고 있는지를 유념해야 한다.