Charles Darwin, después de realizar una expedición científica de cinco años de duración por todo el mundo, y de observar minuciosamente la flora y fauna de los lugares que visitó, elaboró una teoría sobre el origen de las especies y su evolución, la teoría de la selección natural.

° Alfred Russel Wallace, de modo independiente, llegó a las mismas conclusiones que Darwin. Aunque la fama se la ha llevado Darwin, ambos presentaron conjuntamente sus conclusiones a la Sociedad Linneana de Londres, el 1 de julio de 1858.

° Existencia de variabilidad heredable. Los individuos de una misma especie tienen pequeñas diferencias o variaciones entre ellos, como la coloración, el tamaño, habilidad para obtener alimento, etc. Estas características se pueden transmitir a la descendencia. La selección natural actúa sobre esta variabilidad de los individuos de una población.

° Descendencia con modificación. Los individuos descendientes no son iguales que los progenitores, puesto que heredan las características de ambos progenitores y los descendientes son distintos a ellos.

° Reproducción diferencial. Los organismos tienen que reproducirse teniendo el mayor número de descendientes posible, según los recursos del medio. Se establece una lucha por la supervivencia, compitiendo con los individuos de la misma población por los recursos. Aquellos organismos que tengan caracteres más ventajosos podrán sobrevivir mejor y tener más probabilidad de que estos caracteres se transmitan a su descendencia. Por tanto, algunos organismos tienen más éxito que otros. Los individuos con caracteres menos favorables para un determinado ambiente tendrán más dificultades para vivir y tener descendencia.

° La especie cambia. Si las condiciones del medio se mantienen, las variaciones favorables serán cada vez más abundantes, ya que se transmiten de generación en generación. Las variaciones menos favorables tendrán menos éxito reproductivo y será más difícil que tengan descendencia, y por tanto, esa variación irá desapareciendo. De este modo, la especie cambia de forma continua y gradual.

° Las teorías de Darwin y Wallace mejoraron las ideas lamarckistas, ya que rechazaron la herencia de los caracteres adquiridos e introdujeron nuevos conceptos como:

° Variabilidad de las poblaciones. Entre los miembros de una población de una especie determinada hay una gran variedad de individuos diferentes. Cada uno de ellos, por sus diferencias, se adapta mejor a un ambiente determinado que a otro. Por tanto, unos están mejor adaptados que otros a las condiciones ambientales y podrán tener más descendientes, que posiblemente tengan esa característica beneficiosa. Por ejemplo, una especie de oso que tiene el pelo corto porque vive en un lugar cálido pero en la que también hay individuos con pelo largo. El tener el pelo largo le supone una desventaja porque pasan demasiado calor. Pero si las condiciones ambientales cambian, y el ambiente se hace más frío, el tener el pelo largo pasará a ser una cualidad ventajosa frente al resto de individuos de pelo corto. Entonces, los de pelo serán los mejor adaptados, los que tendrán más posibilidades de sobrevivir y de dejar descendencia, mientras que los de pelo corto irán desapareciendo. La selección natural hace que puedan sobrevivir los mejor adaptados y que tiendan a desaparecer los peor adaptados.

° Selección sexual. Algunos individuos muestran características que aparentemente no mejoran su supervivencia e incluso perjudican su supervivencia, pero en cambio, tienen más facilidad para reproducirse y transmitir sus genes a sus descendientes. Por ejemplo, las plumas de los pavos reales que le benefician en el cortejo pero les hace más vulnerables. La reproducción, por tanto, no sólo dependen de la capacidad de supervivencia, sino de la capacidad de llamar la atención de una pareja o de luchas entre machos para conseguir copular con la hembra.

° Selección natural. La selección natural, ayudada por los cambios producidos por las mutaciones genéticas, provoca que se produzcan cambios graduales en los individuos de una población que dan lugar a la aparición de nuevas especies. Son las responsables de la evolución biológica. Los descendientes no son réplicas exactas de sus progenitores, ya que en la reproducción sexual intervienen dos gametos y los descendientes heredan características de ambos progenitores.

° Coevolución. Algunas especies están tan interrelacionadas que los cambios de una afectan a la otra. Por ejemplo, la relación entre depredadores y presas. Otro ejemplo puede ser la orquídea Angraecum sesquipedales (orquídea de Darwin, estrella de Madagascar, orquídea de navidad o estrella de Belén), tiene el néctar en el fondo de un tubo de casi 30 centímetros de longitud, por lo que Darwin supuso que debería haber un insecto polinizador con la probóscide (lengua) tan larga como para permitir beber ese néctar. Más tarde se encontró una polilla, Xanthopan morganii praedicta, con esa característica, que es la encargada de su fecundacion