У двух видов колюшек, относящихся к разным родам, внутривидовая изменчивость по важному адаптивному признаку — числу колючек на спине — связана с аллельными вариантами одного регуляторного участка ДНК в Hox-кластере. Нуклеотидные различия, влияющие на число шипов, у двух видов разные, что говорит о независимой эволюции этого признака за счет изменений одного участка ДНК.
За последние 10–15 тысяч лет отдельные популяции трехиглых колюшек независимо переселялись из моря в пресные водоемы. При этом у них каждый раз происходила утрата пары брюшных плавников, связанная с выпадением одного и того же регуляторного фрагмента ДНК. Выяснилось, что находящиеся в данном участке нуклеотидные повторы повышают частоту возникновения двухцепочечных разрывов ДНК и потерь участков хромосом, которые поддерживаются отбором.
Рыбы широко используют в своем общении химические сигналы. Состав выделяемых веществ зависит от видовой, половой принадлежности особи и ее физиологического состояния. Ученые из Британии на примере трехиглых колюшек подтвердили, что химический состав выделений может зависеть и от внешних факторов, в частности от питания. Они держали две группы рыбок на разных диетах, которые отличались только добавляемой к основному ингредиенту аминокислотой. Выяснилось, что рыбки способны распознавать, кто из их соседей что ел, и больше взаимодействовали с теми, кто был на такой же диете.
За последние 10 тысяч лет многие популяции трехиглых колюшек переселились из моря, где они плавали в толще воды, в пресные водоемы, где они стали жить около дна. Часто переход сопровождался уменьшением числа костных пластинок на боках. Эксперименты финских биологов подтвердили гипотезу, что причина этого эволюционного изменения — наличие на дне водоемов укрытий, где колюшки могут спасаться от хищников.