Terugval naar een voorouderlijke toestand; ontwikkelingsafwijking waarbij een kenmerk uit een evolutionair verleden zich opnieuw voordoet
Het gaat bij atavismen om kenmerken die in de betreffende evolutionaire lijn niet voorkomen waar wel bij een verre voorouder. Bekende voorbeelden zijn achterpoten bij walvissen, extra tenen bij paarden en een extra paar tepels onder of boven de borsten bij vrouwen. Ook hypertrichose, een genetische aandoening die leidt tot haargroei over het hele lichaam is te zien als een atavisme.
Bij oribatide mijten van het geslacht Crotonia komt seksuele reproductie voor binnen een evolutionaire lijn die verder helemaal parthenogenetisch is maar afstamt van een seksuele voorouder. De situatie bij Crotonia is daarom een atavisme.
Een atavisme wordt veroorzaakt door het feit dat het ontwikkelingsprogramma dat verantwoordelijk is voor de voorouderlijke structuur niet helemaal verdwenen is en om de een of andere reden plotseling weer geactiveerd kan worden. Het is ook mogelijk dat het voorouderlijke ontwikkelingsprogramma dat een bepaalde structuur maakte actief onderdrukt werd als onderdeel van een aanpassing waarbij de structuur niet meer nodig was, en dat door een mutatie of een andere reden de onderdrukking wegvalt.
Atavismen kunnen omgekeerd ook gezien worden als bewijs voor evolutie. Dat terugval mogelijk is “bewijst” dat walvissen afstammen van zoogdieren met poten, dat paarden afstammen van voorouders met vijf tenen, dat bij zoogdieren de melkklieren oorspronkelijk aangelegd worden in een “melkstreep” langs de hele ventrale zijde van het lichaam, en dat parthenogenetische mijten afstammen van seksuele.
Een atavisme kan ook leiden tot evolutionaire vernieuwingen zoals bij de salamander Taricha, waarbij in ere herstelde oude structuren tegelijkertijd afgeleide kenmerken zijn van recente soorten.
