Сформулировать эту теорию Дарвину помогли наблюдения за разными видами вьюрков, живущих на островах Галапагосского архипелага недалеко от побережья Южной Америки. Эти наблюдения Дарвин осуществил, когда путешествовал в качестве натуралиста на корабле «Бигль», собирая информацию о разнообразных растениях и животных. Для Дарвина было ясно, что вьюрки произошли от одного вида – общего предка, который, возможно, попал на острова случайно. На одном из островов, где основной пищей для птиц служили семена с твердой скорлупой, у вьюрков появились толстые, тяжелые клювы; на другом, где их пищей были насекомые, скрывающиеся под камнями, клювы стали более вытянутыми; а один вид вьюрков даже стал «вампиром» и пил кровь других животных, живущих на этих островах.
Важным, по мнению Дарвина, было то, что вьюрки смогли приспособиться к среде своего обитания. Каждый остров предоставлял слегка различающиеся условия для выживания, и вьюрки изменялись до тех пор, пока не адаптировались к экологии своих островов. Это породило представление об экологической нише – некотором пространстве экологических возможностей для выживания данной популяции. Наиболее значимым фактором, который делает животное более сильным или более здоровым, являются обильные и надежные источники пищи. Если животное может использовать легко доступные для него источники пищи, потому что их много, или потому что их не используют другие виды, или потому что это животное успешнее других умеет добывать этот тип пищи, то тогда у него больше шансов быть сытым, а значит, оно будет лучше адаптировано к среде своего обитания.
Следовательно, полезность генетических вариаций для вида заключается в том, что они могут способствовать лучшему приспособлению индивида к среде, помочь ему использовать особую экологическую нишу. Однако важно помнить, что это справедливо до тех пор, пока среда неизменна. Если она меняется, то к данному виду предъявляются новые требования и полезными могут оказаться другие свойства. Если животное слишком жестко приспособлено к специфической среде, то оно, скорее всего, окажется неспособным выжить при изменении этой среды.
Дарвин утверждал, что эволюционные изменения являются постепенными и систематическими, и настаивал на этом вопреки критическим замечаниям его друга и защитника его теории Т. Гексли. Гексли не видел причин, почему эволюция не может изменять свою скорость: ускоряться в бурные периоды изменений в среде и замедляться в периоды стабильности. Точку зрения Гексли поддержали Элдридж и Гулд (Eldredge, Gould, 1972), которые на основании изучения эволюционных изменений по палеонтологической летописи предположили, что они представляют собой процесс