La selezione naturale, il processo attraverso il quale le specie si adattano al loro ambiente attraverso cambiamenti nella genetica, non è casuale. Attraverso anni di evoluzione, la selezione naturale aumenta i tratti biologici che aiutano gli animali e le piante a sopravvivere nel loro particolare ambiente e elimina i tratti che rendono più difficile la sopravvivenza.
Tuttavia, i cambiamenti genetici (o mutazioni) filtrati per selezione naturale si verificano in modo casuale. In questo senso, la selezione naturale contiene componenti sia casuali che non casuali.
La selezione naturale è il meccanismo attraverso il quale si evolvono le specie. Nella selezione naturale, una specie acquisisce adattamenti genetici che li aiuteranno a sopravvivere nel loro ambiente e passeranno quegli adattamenti favorevoli alla loro prole. Alla fine, solo le persone con quegli adattamenti favorevoli sopravviveranno.
Un esempio notevole e recente di selezione naturale è rappresentato dagli elefanti nelle aree in cui gli animali vengono cacciati per l'avorio. Questi animali stanno dando alla luce un minor numero di bambini con zanne, il che può dare loro una migliore possibilità di sopravvivenza.
Charles Darwin, il padre dell'evoluzione, ha scoperto la selezione naturale assistendo a diverse osservazioni chiave:
La selezione naturale non è perfetta. Il processo non seleziona necessariamente l'assoluto migliore l'adattamento potrebbe esserci per un determinato ambiente, ma offre tratti che opera per un determinato ambiente. Ad esempio, gli uccelli hanno polmoni più efficaci degli umani, che consentono agli uccelli di aspirare più aria fresca e sono complessivamente più efficienti in termini di flusso d'aria.
Inoltre, un tratto genetico che una volta era considerato più favorevole può essere perso se non è più utile. Ad esempio, molti primati non possono produrre vitamina C perché il gene corrispondente a quel tratto è stato inattivato attraverso la mutazione. In questo caso, i primati in genere vivono in ambienti in cui la vitamina C è facilmente accessibile.
Le mutazioni, che sono definite come cambiamenti in una sequenza genetica, si verificano casualmente. Possono aiutare, danneggiare o non influenzare affatto un organismo e si verificheranno indipendentemente da quanto possa essere dannoso o benefico per un determinato organismo.
Il tasso di mutazioni può variare a seconda dell'ambiente. Ad esempio, l'esposizione a una sostanza chimica dannosa può aumentare il tasso di mutazione di un animale.
Sebbene la selezione naturale sia responsabile di molti dei tratti che vediamo e incontriamo, alcuni casi studio hanno mostrato direttamente gli impatti o i processi della selezione naturale.
Durante i viaggi di Darwin nelle Isole Galapagos, vide diverse varianti di un tipo di uccello chiamato un fringuello. Anche se vide che i fringuelli erano molto simili tra loro (e ad un altro tipo di fringuello che aveva visto in Sud America), Darwin notò che i becchi dei fringuelli aiutavano gli uccelli a mangiare specifici tipi di cibo. Ad esempio, i fringuelli che mangiavano insetti avevano becchi più affilati per aiutare a catturare gli insetti, mentre i fringuelli che mangiavano semi avevano becchi più forti e spessi.
Un esempio può essere trovato con la falena pepata, che può essere solo bianca o nera e la cui sopravvivenza dipende dalla loro capacità di fondersi con l'ambiente circostante. Durante la Rivoluzione industriale, quando le fabbriche stavano contaminando l'aria con fuliggine e altre forme di inquinamento, le persone notarono che le falene bianche diminuivano di numero mentre le falene nere diventavano molto più comuni.
Uno scienziato britannico ha quindi condotto una serie di esperimenti per dimostrare che le falene nere stavano aumentando di numero perché il loro colore permetteva loro di fondersi meglio con le aree coperte di fuliggine, proteggendole dal consumo di uccelli. Per supportare questa spiegazione, un altro scienziato (inizialmente dubbioso) ha quindi mostrato che le falene bianche venivano mangiate meno in un'area non inquinata, mentre le falene nere venivano mangiate di più.