In biologia, evoluzione rettilinea, in cui cioè si osserva lo sviluppo, o la regressione, di un dato organo, o carattere, come avviene, per es., nel caso di una serie filogenetica; tipica è quella del cavallo, in cui si riconoscono un costante aumento delle dimensioni corporee, e una progressiva riduzione delle dita laterali, laddove il dito medio si irrobustisce. A volte le serie ortogenetiche comportano uno sviluppo esagerato di alcuni organi, tanto che questi appaiono incomodi o dannosi per l’animale (caratteri distelici), determinandone l’estinzione, come l’enorme sviluppo dei palchi in alcuni cervi fossili.
L’o., finché conduce a caratteri utili per l’individuo che li porta, può essere spiegata con l’azione della selezione diretta sempre in una sola direzione rettilinea. Quando invece porta a caratteri distelici, si può pensare che in un primo tempo abbia agito la selezione determinando lo sviluppo dell’organo, poi, a partire da un certo momento, l’evoluzione abbia preso una via irreversibile talché la selezione, che avrebbe dovuto agire in senso negativo, sia stata impotente a far retrocedere l’evoluzione.