Η φυσική επιλογή είναι μία από τις τέσσερις βασικές βάσεις της εξελικτικής θεωρίας, παράλληλα με τη μετάλλαξη, τη μετανάστευση και τη γενετική μετατόπιση. Η φυσική επιλογή λειτουργεί σε πληθυσμούς με διακύμανση χαρακτηριστικών, όπως ο χρωματισμός. Η βασική της υπόθεση είναι ότι όταν υπάρχει ένα χαρακτηριστικό που επιτρέπει σε ένα άτομο να επιβιώσει καλύτερα σε ένα περιβάλλον από ένα άλλο, το πρώτο είναι πιο πιθανό να αναπαραχθεί. Η φυσική επιλογή συμβαίνει εάν πληρούνται τέσσερις προϋποθέσεις: αναπαραγωγή, κληρονομικότητα, διακύμανση των φυσικών χαρακτηριστικών και μεταβολή στον αριθμό των απογόνων ανά άτομο.
Αναπαραγωγή
Προκειμένου η φυσική επιλογή να δράσει σε έναν δεδομένο πληθυσμό, αυτός ο πληθυσμός πρέπει να αναπαραχθεί για να δημιουργήσει μια νέα γενιά. Για πολλές γενιές, τα άτομα με τα πιο κατάλληλα χαρακτηριστικά για το περιβάλλον τους τείνουν να αναπαράγονται περισσότερο από αυτά που δεν το κάνουν. Ως εκ τούτου, η φυσική επιλογή λειτουργεί για να μεγιστοποιήσει τον αριθμό των ατόμων με αυτά τα αγαπημένα χαρακτηριστικά, ενώ εκείνα με λιγότερο πλεονεκτικά χαρακτηριστικά αργά εξαφανίζονται. Όσο υψηλότερο είναι το ποσοστό αναπαραγωγής ενός πληθυσμού, τόσο υψηλότερη είναι η ανταγωνιστική πίεση σε ένα άτομο για να επιβιώσει. Αυτή η πίεση διασφαλίζει ότι μόνο τα πιο κατάλληλα μέλη επιβιώνουν, ενώ τα ασθενέστερα μέλη θα χαθούν. Συνεπώς, ο πληθυσμός σύντομα θα γεμίσει με μέλη που εμφανίζουν αυτά τα χαρακτηριστικά που δίνουν στο είδος μια καλύτερη πιθανότητα επιβίωσης.
Κληρονομικότητα
Η κληρονομικότητα συνεργάζεται με την αναπαραγωγή αφού τα γονίδια των γονέων συνδυάζονται για να δημιουργήσουν τα γονίδια των απογόνων τους. Οι γονείς με πλεονεκτικά χαρακτηριστικά πρέπει να μεταβιβάζουν αυτά τα χαρακτηριστικά στους απογόνους τους προκειμένου να ενεργήσει η φυσική επιλογή. Διαφορετικά, τα γονίδια που δημιουργούν τα πλεονεκτικά χαρακτηριστικά θα πεθάνουν με τους γονείς χωρίς να αντιγραφούν στην επόμενη γενιά. Η κερδοσκοπία συμβαίνει όταν μέλη ενός είδους απομονώνονται γεωγραφικά σε διαφορετικά περιβάλλοντα, επιτρέποντας άσχετες γραμμές κληρονομικότητας. Με την πάροδο του χρόνου, τα χαρακτηριστικά σε κάθε πληθυσμό αρχίζουν να διαφέρουν ώστε να ταιριάζουν καλύτερα σε διαφορετικά περιβάλλοντα. Τα πλεονεκτικά γονίδια για ένα περιβάλλον αρχίζουν να διαφέρουν από αυτά για ένα διαφορετικό περιβάλλον και οι δύο πληθυσμοί αρχίζουν να αποκλίνουν. Με δεδομένο αρκετό χρόνο, ο αριθμός των διαφορών μεταξύ των πληθυσμών μπορεί να γίνει τόσο μεγάλος που δεν μπορούν πλέον να διασταυρωθούν.
Διακύμανση στα χαρακτηριστικά
Η φυσική επιλογή μπορεί να συμβεί μόνο σε έναν πληθυσμό όταν τα μέλη του πληθυσμού έχουν διακύμανση στα μεμονωμένα χαρακτηριστικά. Για παράδειγμα, μια μελέτη φυσικής επιλογής χρώματος σε έναν πληθυσμό απαιτεί από διαφορετικά άτομα να έχουν διαφορετικά χρώματα. Χωρίς διαφοροποίηση των χαρακτηριστικών, δεν υπάρχουν χαρακτηριστικά για τη "επιλογή" της φύσης έναντι άλλων.
Παραλλαγή στο Fitness
Στη βιολογία, η φυσική κατάσταση έχει πιο τεχνική σημασία από τον κοινό της ορισμό. Στο πλαίσιο της εξέλιξης, η φυσική κατάσταση είναι η ικανότητα ενός οργανισμού να επιβιώνει και να αναπαράγεται όσο το δυνατόν περισσότερο. Τα ποικίλα επίπεδα φυσικής κατάστασης στα μέλη ενός πληθυσμού είναι απαραίτητη προϋπόθεση για τη φυσική επιλογή. Μερικά άτομα πρέπει να έχουν χαρακτηριστικά που τους επιτρέπουν να επιβιώνουν καλύτερα και να αναπαράγονται συχνότερα από άλλα. Διαφορετικά, η φυσική επιλογή δεν μπορεί να δράσει για την παραγωγή περισσότερων ατόμων με ευεργετικά χαρακτηριστικά και λιγότερα με λιγότερο χρήσιμα χαρακτηριστικά.