Μερικές ανακαλύψεις γίνονται αργά στην ιστορία ενός επιστημονικού κλάδου, λόγω της δυσκολίας και της συνθετότητας του αντικειμένου τους. Η φυσική επιλογή δεν ήταν μια απ' αυτές. Αν και σε σύγκριση με άλλες επαναστατικές επιστημονικές ιδέες ανακαλύφθηκε σχετικά πρόσφατα - ο Κάρολος Δαρβίνος και ο Α. Ρ. Ουάλας έγραψαν γι' αυτή το 1858 - η ιδέα της φυσικής επιλογής είναι η απλότητα προσωποποιημένη.

Μερικά είδη οργανισμών επιβιώνουν καλύτερα σε δεδομένες περιβαλλοντικές συνθήκες σε σχέση με άλλα. Αφήνουν περισσότερους απογόνους και έτσι στο πέρασμα του χρόνου αυξάνεται το ποσοστό τους μέσα στο γενικό πληθυσμό. Με άλλα λόγια, το περιβάλλον «επιλέγει» εκείνους τους οργανισμούς που είναι καλύτερα προσαρμοσμένοι στις κάθε φορά συνθήκες. Αν οι περιβαλλοντικές συνθήκες αλλάξουν, οι οργανισμοί που τυχαίνει να έχουν τα πιο σημαντικά προσαρμοστικά χαρακτηριστικά γι' αυτές τις νέες συνθήκες θα κυριαρχήσουν. Η θεωρία της εξέλιξης του Δαρβίνου ήταν επαναστατική, όχι επειδή έκανε δυσνόητους ισχυρισμούς για τη βιολογία, αλλά επειδή υπεδείκνυε ότι η «λογική» που βρίσκεται πίσω από την πρακτική αυτή, που παρατηρείται στη φύση, είναι εξαιρετικά απλή.

Παρά την απλότητά της, η θεωρία της εξέλιξης μέσω της φυσικής επιλογής υπέφερε για πολύ καιρό. Η θέση του Δαρβίνου ότι τα είδη εξελίσσονται υιοθετήθηκε από τους βιολόγους σχετικά γρήγορα, αλλά η θεωρία του ότι το μεγαλύτερο μέρος από αυτήν την εξέλιξη οφείλεται στη φυσική επιλογή δε βρήκε την ίδια ανταπόκριση. Ουσιαστικά, η φυσική επιλογή έγινε αποδεκτή ως η κύρια εξελικτική δύναμη μόλις λίγο πριν τα μέσα του 20ού αιώνα.

Σήμερα, η φυσική επιλογή είναι ακλόνητη στη βιολογία, καθώς δεκαετίες επιστημονικής έρευνας την επιβεβαιώνουν. Αλλά η μελέτη της φυσικής επιλογής δεν έχει τελειώσει. Αντίθετα, κατά ένα μέρος λόγω νέων πειραματικών τεχνικών που αναπτύχθηκαν στο μεταξύ και κατά ένα άλλο μέρος επειδή οι γενετικοί μηχανισμοί στους οποίους θεμελιώνεται η φυσική επιλογή είναι τώρα το αντικείμενο εξονυχιστικής εμπειρικής ανάλυσης, η μελέτη της φυσικής επιλογής έχει γίνει πιο ενεργή περιοχή στη βιολογία, απ' ό,τι πριν από δύο δεκαετίες. Το μεγαλύτερο μέρος από την πρόσφατη πειραματική δουλειά πάνω στη φυσική επιλογή επικεντρώνεται σε τρία ερωτήματα: πόσο συχνό φαινόμενο είναι, ποιες οι ακριβείς γενετικές αλλαγές που δημιουργούν τις προσαρμογές που εκδηλώνονται μέσω της φυσικής επιλογής, ποια η σημασία της στο βασικό πρόβλημα της εξελικτικής βιολογίας, την καταγωγή των νέων ειδών;

Η ιδέα ότι οι τυχαίες γενετικές μεταλλάξεις, που δεν έχουν άμεσα ούτε θετική, ούτε αρνητική επίδραση, βρίσκονται πίσω από τις αλλαγές σε μοριακό επίπεδο στη βιολογία, τύχαινε ευρείας αποδοχής μέχρι πριν από μερικά χρόνια. Πρόσφατα πειράματα έδειξαν αντίθετα ότι η φυσική επιλογή με βάση τις ωφέλιμες γενετικές μεταλλάξεις είναι πολύ συχνό φαινόμενο. Μελέτες γενετικής με φυτά έδειξαν ότι ακόμα και αλλαγές σε ένα μοναδικό γονίδιο μπορούν να έχουν μεγάλη επίδραση στις προσαρμοστικές διαφορές μεταξύ των ειδών και να οδηγήσουν στην εμφάνιση νέων ειδών (ειδογένεση).

Δύο πολύ συγγενικά είδη λουλουδιών που σπάνια διασταυρώνονται στη φύση οφείλουν τη γενετική τους απομόνωση κατά κύριο λόγο στους επικονιαστές τους: Οι μέλισσες σχεδόν πάντα επικονιάζουν τα Mimulus lewisii, ενώ τα πουλιά σχεδόν ποτέ. Το αντίθετο συμβαίνει με τα Mimulus cardinalis. Το χρώμα των λουλουδιών εξηγεί σε μεγάλο βαθμό τη διαφορά αυτή και το χρώμα αυτό εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από ένα και μόνο γονίδιο: Το Κίτρινο Πάνω ή YUP (από το Yellow Upper). Το μέγεθος των κίτρινων και πράσινων κύκλων στα διαγράμματα αντιστοιχεί στη συχνότητα των επισκέψεων κάθε επικονιαστή.

Η έρευνα με τα λουλούδια mimulus δείχνει ότι οι μεταλλάξεις σε ένα γονίδιο μπορούν να συνεισφέρουν στην απόκλιση των ειδών, δηλαδή στη δημιουργία νέων ειδών. Ερευνητές κατασκεύασαν δύο υβρίδια μετακινώντας μια μικρή περιοχή ενός χρωμοσώματος (που είναι γνωστό ότι περιέχει το γονίδιο YUP) από το M. lewisii στο M. cardinalis και αντίστροφα. Δεν άργησαν να διαπιστώσουν ότι τα κολιμπρί επισκέπτονταν το γενετικά τροποποιημένο M. lewisii 68 φορές περισσότερο απ' ό,τι το μη τροποποιημένο φυτό. Αντίστοιχα, οι μέλισσες επισκέπτονταν τα υβρίδια M. cardinalis 74 φορές περισσότερο απ' ό,τι τα μη τροποποιημένα φυτά του είδους αυτού.

Σε ορισμένα ζώα, οι προσαρμοστικές αλλαγές εξελίχτηκαν αρκετά γρήγορα ώστε να μπορέσουν να παρατηρηθούν.