Darwins Theorie der natürlichen Selektion geht davon aus, dass sich Mitglieder der selben Art genetisch voneinander unterscheiden - auch wenn Darwin selber damals nichts von Genen wußte.

Für die Ausbildung neuer Merkmale sind vor allem Mutationen, also Veränderungen in der Erbsubstanz Desoxyribonucleinsäure (DNS), verantwortlich. Die DNS mutiert entweder auf natürlichem Wege, weil sie zum Beispiel im Verlauf der Bildung von Samenzellen falsch kopiert wird, oder durch Strahlung und die Einwirkung von Chemikalien. Die meisten Mutationen sind nicht vorteilhaft, sondern rufen Krankheiten oder Mißbildungen hervor. Manchmal jedoch können sie einem Individuum mit einem neuen Merkmal einen Überlebensvorteil verschaffen, so dass die Eigenschaft mit den Genen an die Nachkommen weiter gegeben wird. Geschieht dies nacheinander mit mehreren Merkmalen, bilden und addieren sich neue Charakteristika über zahlreiche Generationen schrittweise in einer Population, bis sie eine neue Art bilden und sich nicht mehr der Ursprungsart und mit anderen, verwandten Arten fortpflanzen können.

Ein Beispiel: die Milch macht's.

In Nordeuropa gehört Milch zu den alltäglichen Lebensmitteln und wird zumeist als ein Lieferant von wertvollen Mineralstoffen und Vitaminen angesehen. Nur eine geringe Zahl von Leuten - etwa 5% der Bevölkerung - reagiert auf Milch mit Erbrechen und Durchfall. Die für uns normale Eigenschaft, auch jenseits des Kleinkindalters Milch verdauen zu können, ist jedoch eine Mutation.

Ursprünglich waren Erwachsene nicht in der Lage, den in der Milch enthaltenen Milchzucker Lactose abzubauen - das dafür notwendige Enzym Lactase stand ihnen nur als Kleinkind zur Verfügung. Eine Mutation führte dazu, dass einige wenige Individuen das Enzym auch in späteren Jahren behielten. In den rauen Lebensbedingungen des kargen nördlichen Europas war die Eigenschaft, Milch mit ihrem Calcium, den Vitaminen und Fetten verdauen zu können, ein großer Vorteil: die Träger dieser Eigenschaft hatten bessere Überlebenschancen und eher die Möglichkeit, zahlreiche Nachkommen zu zeugen. Ihre Kinder trugen die gleiche Mutation - und somit auch den gleichen Vorteil. Über die Generationen breitete sich das Merkmal innerhalb der Population so weit aus, dass es heute die Regel und nicht mehr die Ausnahme ist. In anderen Gegenden, zum Beispiel in Asien, bot der Erhalt der Lactase keinen nennenswerten Vorteil. Zwar gab es hier die gleichen Mutationen, aber sie setzten sich in der Bevölkerung nicht durch. Somit reagieren 80-95% der Menschen in Südostasien auf Milch allergisch, da sie sie nicht verdauen können.

Nordeuropäer und Südostasiaten sind aber deswegen keine unterschiedlichen Arten, denn sie unterscheiden sich nicht ausreichend stark in mehreren Merkmalen - deswegen können sie natürlich auch gemeinsame Nachkommen haben.