Vznik nových druhů se často pokládá za jeden z největších problémů současných evolučních teorií. Zhruba řečeno: Na počátku by měla být nějaká mutace, jak ale zařídit, aby se změna vzápětí nerozpustila ve zbytku populace? Nový znak, původně vzniklý v jediném exempláři, by se musel velice rychle rozředit a vlastně by nikdy neměl šanci v eoluci převládnout…
Tento problém byl Darwinovi předhozen krátce po zformulování jeho teorie; již první evoluční biologové se pokusili o vysvětlení, propracovanější odpověď však bylo možné dát teprve v souvislosti s pokrokem na poli genetiky.
Odpověď první: Izolace
Pokud se od sebe oddělí dva kontinenty, je logické, že vývoj populací např. veverek na obou z nich se bude ubírat jinými cestami. Mezi oběma populacemi nebude existovat žádné významné spojení neboli tok genů. Po určité době se přitom odchylky nahromadí v takovém množství, že žádné křížení už ani nebude možné – mezistupněm je situace, kdy sice mezi oběma druhy může dojít ke zplození životaschopných jedinců, ti však už nebudou dále plodní (příkladem jsou např. kříženci osla a koně).
Je dobré si uvědomit, že izolace obou budoucích druhů nemusí být dána pouze tak očividnou skutečností, jako je nepřekonatelný oceán. Dokonce i v případě, že tu a tam dochází k setkání a křížení, se – pokud je genový tok slabý – bude propast postupně zvětšovat. Existuje řada podstatně subtilnějších mechanismů než pouhá geografická separace. Tak například může dojít k tomu, že původní jednotná populace se sama rozpadne a dvě populace sesterské mohou z nějakého důvodu začít vést odlišný způsob života. Denní a noční druh zkřížíte v laboratoři (či ve zkumavce), ovšem v přirozených podmínkách se jejich jedinci prostě nepotkají.
Silou, které působí směrem k rozpadu druhu, je také změna ekologických podmínek. Představte si, že do stepi, v níž žije býložravec velikosti lva, náhle pronikne lev-kočkovitá šelma. Větší šanci na přežití budou mít náhle býložravci, kteří například:
– vzrostou tak, že je lev již nebude napadat
– zmenší se tak, že lvu nebude stát zato je lovit, eventuálně se dokáží ukrýt do děr v zemi apod.
Původní populace se tedy velmi rychle rozsype na dva různé druhy a "střední hodnota" působením přírodního výběru vymizí.
Odpověď druhá: Hrdla lahve
Na skutečnosti, že původní mutace by se v běžné populaci velmi rychle rozpustila v průměru, skutečně něco je. Ačkoliv příbuzenské křížení je tradičně pokládáno především za možnou příčinu degenerací, přesto má při vzniku nových druhů svůj význam.
Pokud pomineme další mechanismy, u zrodu nového druhu tedy obvykle stojí malé relativně izolované skupiny (kvůli malému počtu jedinců se mluví o hrdlu lahve), které žijí spíše na okrajích hlavního teritoria. Podmínky zde navíc nejsou "standardní", velikost populace kolísá mezi maximy a minimy a malá mutace tedy může svému nositeli poskytnout náhle značnou výhodu. Zpravidla půjde o nějakou dosti jednoduchou úpravu – např. díky mutaci v genomu vypadne syntéza nějakého barviva. Pokud je na okraji teritoria sníh, má tato mutace šanci se na daném místě rychle prosadit (křížení mezi jedinci v centru a na okraji je pouze omezené a je zde tedy šance, že namísto rozpuštění se "bílá" mutace naopak bleskově rozšíří).
Odpověď třetí: Přestavba krok za krokem
Evoluční proces se často popisuje jako přestavba, ve které musí být každý mezistupeň výhodnější než ten předešlý. Pokud si představíte průběh evoluce jako krajinu (a "výhodnost" jako její vrcholky), snadno nahlédnete, že k většině cest vzhůru musíte v určité fázi kráčet také dolů. To ale není možné, přírodní výběr by organismy, které se vydají směrem dolů, vzápětí vyřadil. Jak tedy zařídit, aby evoluce stále probíhala a všechny organismy se prostě neubydlely na nejbližších kopečcích?
Odpověď je jednoduchá, ona krajina se totiž neustále mění. Co bylo dříve kopcem, je dnes proláklinou. Proto může postupně dojít i ke vzniku takových složitých útvarů, jako je křídlo – byla samozřejmě potřeba celá řada postupných mutací a orgán musel být nějak funkční i v mezistupních. Tak například peří původně sloužilo nikoliv k letu, ale k termoregulaci.
