Bioloogid defineerivad evolutsiooni kui geneetilist muutust populatsioonis põlvkondade vältel. Aja jooksul võib see geneetiliste muutuste protsess põhjustada uusi geene, uusi omadusi ja uusi liike, mis kõik on tingitud geneetilise koodi või DNA muutumisest. Mitmed mehhanismid toovad kaasa evolutsioonilisi muutusi; neist üks olulisemaid on looduslik valik.
Mutatsioon
Rakud kopeerivad oma DNA, kui nad jagunevad; mõlemad tütrerakud pärivad identse koopia. Mõnikord teeb raku DNA replikatsiooni masin siiski vigu, nii et ühel või mõlemal tütarrakul on algkoodi muudetud koopia. Neid vigu nimetatakse mutatsioonideks.
Aja jooksul tagavad mutatsioonid ja suguline paljunemine, et organismid pole kõik geneetiliselt identsed, isegi kui nad pärinevad samadest esivanematest. Kui võrrelda populatsiooni erinevate organismide DNA-d, leiate tavaliselt palju erinevusi. Teisisõnu, DNA mutatsioonid loovad populatsioonis geneetilise mitmekesisuse.
Loomulik valik
Tihti on mõned organismid antud keskkonnas ellujäämiseks ja paljunemiseks paremini kohanenud kui teised. Need hästi kohanenud organismid jätavad tavaliselt rohkem järglasi. Kuna need adaptiivsematest populatsioonidest pärinevad organismid edastavad oma DNA järglastele, muutuvad nende kantavad mutatsioonid aja jooksul sagedasemaks. Mutatsioonid, mis muudavad organismi oma keskkonnaga halvasti kohanemiseks, kipuvad aja jooksul üha vähem levima. Seda protsessi nimetatakse looduslikuks valikuks.
Genotüübid ja fenotüübid
Organismi genotüüp on kogu tema valduses olev geneetiline variant. Selle fenotüüp on seevastu selle omadused - organismi nähtavad tunnused nagu silmade värv, juuste värv, kõrgus ja nii edasi. Mõningaid jooni võivad mõjutada keskkonnategurid. Näiteks kui olete lapsena alatoidetud, võib teie pikkus täiskasvanueas olla lühem kui see, mida ennustaksite ainult oma geenide põhjal. Järelikult võib sama genotüübi jaoks olla rohkem kui üks fenotüüp. Looduslik valik toimib fenotüüpidele, seega toimib see ainult kaudselt.
Muud tegurid
Aja jooksul võib antud geeniversioon nii edukaks muutuda, et sama geeni kõik muud versioonid kaovad populatsioonist. Kui see juhtub, on edukas geen fikseeritud. Sageli juhtub aga nii, et mõned geenivariandid annavad nende omanikele ainult väikese eelise või isegi üldse mitte. Sel juhul ei pruugi looduslik valik teisi variante täielikult kõrvaldada ja paljud geenivariandid võivad populatsioonis püsida.