Ewolucjonizm jest częścią nauk biologicznych badającą zmiany ewolucyjne wśród organizmów żywych. Przedmiotem badań są prawidłowości i mechanizmy decydujące o zmianach w puli genetycznej organizmów, wskutek których dochodzi do zwiększania różnorodności form życia, a także coraz lepszego przystosowywania się ich do środowiska na drodze specjalizacji narządów, układów, organizmów i ich zbiorowości. Ewolucjonistów interesuje również badanie pokrewieństw pomiędzy żywymi jak i wymarłymi organizmami i rekonstrukcja ich drzew rodowych (filogenezy), okoliczności powstania życia na Ziemi (biogeneza) i przewidywanie zmian ewolucyjnych w przyszłych populacjach.
Prawidłowości ewolucji
Nauka o ewolucji pozwala na dokonywanie mniej i bardziej szczegółowych prognoz dotyczących sposobu zachowania się populacji lub gatunku w konkretnych warunkach. Można mówić też o spostrzeżeniach natury opisowej, jak na przykład o generalnym trendzie do komplikacji budowy ciała i poszczególnych układów, powstawania układów wysoce skomplikowanych (oko, mózg) z prostszych, uwstecznianiu, powstawaniu organów szczątkowych, wymieraniu taksonów. Jakkolwiek pewne rzeczy da się przewidzieć (np. to, że populacja królików wyginie, kiedy zarazi się ją wirusem), jednak ustalanie innych prognoz nie ma sensu, bo drogi ewolucji wyznaczają wydarzenia nieprzewidywalne i z tego względu warto zastanowić się nad sensem określenia "historia naturalna", używanego zamiennie ze słowem "biologia".
Mutacje
Do populacji w sensie genetycznym należą wszystkie osobniki tego samego gatunku posiadające wspólną pulę genową (możliwy jest przepływ genów w wyniku krzyżowania się). Niedźwiedzie beskidzkie i rumuńskie nie mają wspólnej puli genowej, chociaż w na całym łuku Karpat od Beskidów po Rumunię spotyka się niedźwiedzie. Ściślej mówiąc, pojęcie puli genowej dotyczy nie zbioru genów, lecz "kompletu" alleli konkretnego genu (pewien gen może być jednorodny w populacji, inny posiadać pięć alleli stanowiących pulę). Ewolucja "dokłada" do tej puli nowe allele albo na drodze mutacji genetycznych, albo na drodze migracji z innych populacji (np. zabłąkanie się osobnika).
Izolacje
Doniosłą rolę w powstawaniu nowych gatunków odgrywa izolacja. Rozumiemy pod tym określeniem podział populacyjnej puli genetycznej na dwie lub więcej, których losy toczą się odtąd odrębnymi drogami. O izolacji geograficznej mówimy, gdy populacja zostanie przedzielona barierą taką jak morze, jezioro lub wysoki łańcuch górski. Izolacja rozrodcza polega na zaistnieniu takich cech w anatomii, fizjologii lub trybie życia, że nie może dojść do powstania płodnego potomstwa. Części populacji macierzystej mogą na przykład przystosować się do wykluczających się siedlisk; pory godowe mogą przestać się pokrywać, lub też zmianie ulega biologia samego aktu rozmnażania.
Ewolucja układu drapieżca - ofiara.
Ewolucja prowadziła do wykształcenia się takich cech drapieżców, które pozwolą im nie tylko skuteczniej atakować ofiarę, ale przewyższyć w tym konkurentów zarówno wśród pobratymców, jak i wśród innych gatunków polujących na tę samą ofiarę. Zarówno lew, jak hiena potrafią dogonić i rozszarpać słabą antylopę, jednak w obecności lwów hieny schodzą do niszy padlinożerców. Ofiary doskonaliły sposoby uniknięcia ataku, a przystosowania prowadziły w tym samym kierunku co u drapieżców (doskonalenie aparatu ruchu, zmysłów i układu nerwowego, kamuflaż), lub też w różnych (stopień sprawności młodych po urodzeniu, długość przewodu pokarmowego, rodzaje zębów; barwy lub substancje odstraszające występują zwykle u ofiar).
Powstawanie gatunków, czyli specjacja
Gatunek jest to zbiór osobników o cechach biologicznych uważanych za podobne, mogących krzyżować się ze sobą dając płodne potomstwo. Reguła ta ulega stosownej modyfikacji, gdy mowa o organizmach prokariotycznych.
Przyjmuje się, że dla każdego żyjącego dziś gatunku można wskazać gatunek macierzysty, wyjściowy. Gatunki mogą dawać początek dwóm lub więcej nowym, lub też cały gatunek może przemienić się w inny na drodze powolnych zmian. Subpopulacja o nowych cechach może wyodrębnić się z większej populacji wyjściowej. Zwykle na początku mówimy o rasie lub odmianie. Może istnieć lub też nie bariera rozrodcza pomiędzy nową odmianą a odmianą - matką. Niekiedy najpierw powstaje bariera geograficzna, przez którą mogą przenikać pojedyncze geny aż do momentu kiedy pojawi się bariera rozrodcza, a ta kładzie ostateczny kres jedności gatunku. Specyficzną odmianą izolacji jest tzw. izolacja wyspowa. Osobniki odcięte od głównego zasięgu morzem lub nizinami ewoluują w odrębne gatunki endemiczne. Przykładem jest fauna wysp Morza Śródziemnego, którego wyspy okresowo traciły kontakt z lądem na przestrzeni minionego miliona lat, co doprowadziło m.in. do powstania karłowatych słoni i hipopotamów na Malcie, Sycylii i Krecie (dziś oczywiście wymarłych). Zastąpienie jednego gatunku przez inny w sposób ciągły nazywamy specjacją filetyczną.
