Основна теорія
Існує кілька версій, що пояснюють механізми, на яких будується еволюційний процес. Більшість вчених є прихильниками синтетичної теорії еволюції (СТЕ), заснованої на злитті популяційної генетики і дарвінізму. Синтетична теорія пояснює зв'язок між генетичними мутаціями, тобто матеріалом еволюції, і природним відбором (механізмом еволюції). Еволюційний процес у рамках цієї теорії є процесом зміни частот алелей різноманітних генів у видових популяцій на протязі життя кількох поколінь.Закономірності і правила еволюції
Еволюція є необоротним процесом. Будь-який організм, який шляхом накопичення позитивних мутацій зміг пристосуватися до нових умов, при повернення в колишню середу має заново пройти шлях адаптації. Більше того, жодної біологічний вид не може бути повністю усталеним, сам Чарльз Дарвін писав, що навіть якщо середовище існування стане такою ж, як раніше, то еволюціонував вигляд не зможе повернутися до свого попереднього стану. Тобто тварини зможуть адаптуватися до повернення старих умов, проте не "старими" способами. Це легко можна простежити на прикладі з дельфінами. Внутрішня будова їх плавників (поряд з китовими) зберігає ознаки кінцівок ссавців. Мутації оновлюють генофонд покоління, тому ніколи не повторюються. Незважаючи на те, що дельфіни і кити змінили середовище проживання, а п'ятипалі кінцівки - на плавці, вони як і раніше залишаються ссавцями. Так само, як і плазуни відбулися від земноводних на певному етапі, але, навіть повернувшись у колишнє середовище, вони не зможуть дати початок земноводним.Ще один приклад цього правила еволюції: вічнозелений чагарник іглиця. На її стеблі розташовані блискучі, великі і товсті листя, які насправді є видозміненими гілками. Справжні листки чешуевидни і розташовуються в центрі цих "стебел". З пазухи лусочки ранньою весною з'являється квітка, з якого в подальшому розвивається плід. Іглиця позбулася листя в процесі еволюції, в результаті чого змогла пристосуватися до посухи, однак потім знову потрапила у водне середовище, але замість справжнього листя з'явилися видозмінені стебла.
Неоднорідність
Правила еволюції свідчать, що процес досить неоднорідний і не визначається астрономічним часом. Наприклад, існують тварини, проіснували в незмінному вигляді сотні мільйонів років. Це кістеперие риби, гатерія і саблехвост - живі копалини. Але буває, що видоутворення і видозміна відбувається дуже швидко. За останні 800 тисяч років в Австралії та на Філіпінах виникли нові види гризунів, а озеро Байкал за останні 20 мільйонів років збагатилося на 240 видів раків, які поділяються на 34 нових роду. Виникнення або зміна виду не залежить від часу як такого, але визначається відсутністю пристосованості і кількістю поколінь. Тобто, чим швидше розмножується вид, тим вище темп еволюції.
Замкнуті системи
Такі процеси, як еволюція, природний добір і мутації, можуть проходити набагато швидше. Це трапляється, якщо умови середовища нестійкі. Однак у глибоководних океанах, печерних водах, островах та інших ізольованих територіях еволюція, природний добір і видоутворення відбуваються дуже повільно. Саме цим пояснюється те, що кістеперие риби стільки мільйонів років залишаються незмінні. Простежити залежність еволюції від швидкості природного відбору досить просто на комах. У тридцятих роках минулого століття від шкідників стали використовувати отруйні препарати, проте вже через кілька років з'явилися види, які адаптувалися до дії препарату. Ці форми зайняли домінуюче положення і швидко поширилися по планеті. Для лікування багатьох захворювань часто застосовувалися сильні антибіотики - пеніцилін, стрептоміцин, граміцидин. Правила еволюції вступили в силу: вже в сорокових роках учені відзначили появу мікроорганізмів, стійких до цих препаратів.
Закономірності
Існує три основних напрями еволюції: конвергенція, дивергенція і паралелізм. Під час дивергенції спостерігається поступове розбіжність внутрішньовидових ознак, що згодом призводить до новим угрупованням особин. По мірі того як відмінності за будовою і способом добування їжі стають все більш явними, угруповання починають розходитися по іншим територіям. Якщо одна область опікується тваринами, однаковими в потребах до їжі, то з часом, коли запас їжі стане менше, їм доведеться покинути дільницю і пристосовуватися до інших умов. Якщо ж на одній території існують види з різними потребами, конкуренція між ними набагато менше. Яскравий приклад того, як відбувається еволюційний процес дивергенції, - це 7 видів оленів, споріднених між собою: це північний олень, марал, лось, плямистий олень, косуля, кабарга і косуля. Види, що володіють великим ступенем дивергентности, мають можливість залишити велике потомство і менше конкурувати між собою. Коли розбіжність ознак зміцнюється, популяція поділяється на підвиди, які, внаслідок природного відбору, можуть з часом перетворитися в окремі види.