من بين التحديات الأكثر إثارة للاهتمام في بيولوجيا التطور هي تلك المحاولة لتحديد الآليات الجزيئية للتعبير الجيني والتي تدفع التطور في الشكل والهيئة. ويمر هذا المجال بعملية اكتساب فهم أفضل لمجموعة من الأنظمة المعقدة داخل الخلايا الفردية. وتشكل هذه الأنظمة على المستوى الجزيئي صميم علم التخلق ــ دراسة التغيرات في الوظيفة الوراثية والتي لا يمكن تفسيرها من خلال الاختلافات في تسلسل الحمض النووي.
确定驱动形态进化的基因表达的分子机制堪称进化生物学最有趣的挑战。上述研究领域试图更好地了解个体细胞内一系列复杂的系统过程。上述分子系统处在试验胚胎学的核心位置——DNA序列差异无法解释的基因功能改变是试验胚胎学的研究内容。