按照杜氏定律(Dollo's law)，进化是不可逆的。也即生物在进化过程中退化掉的机体或构造，将不能再重现。即便是原先的环境重现，机体也只能产生不同的器官来发挥原有器官的作用。但在后来，人们也发现了一些例外。尽管发生的概率极低，返祖现象或许就能打破杜氏定律。
而典型的返祖现象，必须满足这些标准，机体表型上与遥远祖先高度相似且其父母或更早的直系祖先身上都没有出现该表型。其次，在成年阶段该表型依然稳定。
罕见的座头鲸后肢的骨头
在上个纪，捕鲸船其实就曾捕获过一头拥有对称后肢的座头鲸。但是，这头鲸的其中一条腿被拆下来送往了博物馆，而另一条腿却被船员占为了己有，再无踪迹。直到一个世纪过去了，人类才发现了另一头拥有对称后肢的鲸豚类，也即开头提到的四条腿的宽吻海豚。所以，这也成了科学家研究返祖现象的绝佳材料，其 DNA 提取并送往了实验室以验证其成因。
解剖学上的返祖现象，与痕迹器官是密切相关。所谓的痕迹器官，是指的那些在进化过程中失去功能，在发育中退化到只留下残迹的器官或结构。
例如，作为新西兰的国鸟，几维鸟的翅膀已经完全退化到只剩下翅骨。它们不会飞，一生就只能在地面行走，连鸡都不如。
几维鸟
再如鲸豚类的后肢尽管已经完全退化，但它们体内留有腰带骨、股骨和胫骨等后肢骨的痕迹。只不过，我们不仔细看很难觉察罢了。
