随着时间的流逝，所有细胞的DNA序列中都积累了多种的遗传突变。这些突变通常源自辐射损伤（紫外线、宇宙射线、辐射作用）或低剂量有毒化学物质的暴露。由于突变是随机发生的，因此大多数突变并未影响到2%的编码区（具有遗传活性的）DNA，也不会对生物造成重大影响。一些有助于生物适应性提高的罕见突变可能是因为某个蛋白质中的单个氨基酸发生了突变。氨基酸的突变可以影响蛋白质的三维结构，从而使其活性增强、降低或者丧失。其他突变可以导致基因（包括其控制序列）的完全或部分缺失，或者基因减少与重复，这可能将导致某个蛋白质的数量发生减少或增加。在极少数情况下，细胞核DNA的重排可能会导致一个全新的杂合基因的产生——这便是最简单的进化机制。对于单细胞生命体而言，如果这个新基因是有害的，那么将直接导致其死亡；但如果是有利的，这一基因将在整个种群中传播，并最终稳定地保存下来。
多细胞生物同样承受着DNA变化所带来的进化压力，但其每个组织或器官中均存在着数十亿个细胞，因此在任何时刻，只有一小部分细胞会出现遗传损伤或变化，从而导致疾病的发生。例如，如果一种遗传变化会引起细胞分裂速度加快，那么随着时间的推移，这些细胞的长势将远超周围的正常细胞（可参见肿瘤的生长情况）。生物的适应是指特定细胞在响应环境变化时可以做出更敏锐的变化。对于大多数生物而言，其复杂的基因组中存在多种代偿通路的蛋白，它们可以帮助单个细胞免受辐射、有毒化学物质、高温、高氧或低氧等因素造成的伤害。通常情况下，这些蛋白可通过促进损伤修复，或降低细胞生长速度保护细胞，同时等待着损伤因素的消失。大部分应激性生化通路是从单细胞基因组中对应的基因进化而来的。这些基因组来自遥远的过去，彼时地球的气候更为极端。在某些情况下，细胞无法修复损伤，此时将触发细胞凋亡（如前一章所述）。随着时间的推移，失活突变将逐渐累积，其后果也将越来越严重，从而对生命体造成显著影响。如果这些突变引起组织或器官功能衰竭，那么这将加速生命体的灭亡。只有当某一物种中的大多数个体均无法适应环境，这一物种才会灭绝。将“细胞”本身的变化作为进化的推动力只能是一种推测——毕竟恐龙与我们一样，都是由一个个细胞所构成的，它们在地球上统治的时间比我们要长得多，却最终灭绝了。通过将细胞组合成组织，将组织组合成器官，以及将器官组合成生命体本身，涌现性体系变得越来越不稳定。另一方面，涌现性体系中的最终成品——生命体——在应对突发性环境变化时，远比其单个基本构件元素（细胞）更为脆弱。毕竟，我们都知道单个细胞（如**和卵细胞）可以冷冻保存数十年之久而仍保持其功能完好，而那些将尸体（或头部）冷冻起来，以期在未来复活的人只能是竹篮打水一场空。
