Ο Κάρολος Δαρβίνος και ο Άλφρεντ Ράσελ Γουάλας περιέγραψαν τη φυσική επιλογή το 1858. Η ιδέα είναι απλή. Τα άτομα σε έναν πληθυσμό ποικίλλουν. Ορισμένες παραλλαγές τα βοηθούν να επιβιώσουν και να αναπαραχθούν καλύτερα από άλλες. Αυτά τα άτομα μεταβιβάζουν τα χαρακτηριστικά τους σε περισσότερους απογόνους. Με το πέρασμα των γενεών, τα χρήσιμα χαρακτηριστικά γίνονται πιο συνηθισμένα. Η διαδικασία δεν είναι τυχαία. Η μετάλλαξη δημιουργεί τυχαία παραλλαγή, αλλά η επιλογή είναι ένα φίλτρο που ευνοεί οτιδήποτε λειτουργεί σε ένα δεδομένο περιβάλλον.

Η φυσική επιλογή λαμβάνει διάφορες μορφές. Η κατευθυντική επιλογή ωθεί ένα χαρακτηριστικό προς μία κατεύθυνση, όπως το μεγαλύτερο μέγεθος ράμφους κατά τη διάρκεια μιας ξηρασίας. Η σταθεροποιητική επιλογή ευνοεί τον μέσο όρο και απομακρύνει τις ακραίες τιμές, όπως το βάρος γέννησης του ανθρώπου. Η ανατρεπτική επιλογή ευνοεί και τα δύο άκρα έναντι της μέσης τιμής, κάτι που μπορεί να διαιρέσει έναν πληθυσμό. Η σεξουαλική επιλογή είναι μια ειδική περίπτωση, που καθοδηγείται από την επιλογή συντρόφου ή τον ανταγωνισμό για συντρόφους. Οι ουρές παγωνιού και τα κέρατα ελαφιού εξελίχθηκαν μέσω της σεξουαλικής επιλογής, ακόμη και όταν δυσχεραίνουν την επιβίωση.

Απαιτήσεις για φυσική επιλογή

• Ποικιλία χαρακτηριστικών εντός ενός πληθυσμού.
• Κληρονομικότητα: τα χαρακτηριστικά πρέπει να μεταδίδονται.
• Διαφορική επιβίωση ή αναπαραγωγή.
• Χρόνος: η αλλαγή συσσωρεύεται με την πάροδο των γενεών.

Η φυσική επιλογή δεν κάνει προγραμματισμό εκ των προτέρων. Ανταποκρίνεται στις τρέχουσες συνθήκες. Ένα χαρακτηριστικό που βοήθησε σε μια εποχή μπορεί να γίνει μειονέκτημα όταν αλλάξει το περιβάλλον.