Biografia Nato a Daugavpils, nell'allora governatorato di Vitebsk, fu il fratello del paleontologo Vladimir Kovalevskij, nonché fratellastro della matematica Sof'ja Vasil'evna Kovalevskaja. Di una famiglia di nobili ucraini, studiò medicina presso l'Università di Heidelberg. Divenne in seguito professore all'Università statale di San Pietroburgo e membro dell'Accademia delle scienze russa.
Kovalesvkij dimostrò che tutti gli animali sperimentano il processo di gastrulazione. Scoprì inoltre che i tunicati non sono molluschi poiché il loro stadio larvale include una corda dorsale e delle fessure branchiali, proprio come i vertebrati. Inoltre, queste strutture si sviluppano dagli stessi strati germinali presenti nell'embrione delle strutture equivalenti nei vertebrati: da qui l'intuizione di raggruppare i tunicati con i vertebrati, come cordati.
La zoologia del diciannovesimo secolo convertì quindi l'embiologia in una scienza evoluzionistica, collegando la filogenesi con le omologie tra gli strati germinali degli embrioni, presagendo la biologia evolutiva dello sviluppo.
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