3.19: התגלמות והכחדה
כפי שציינו, תצפית חשובה שכל תיאוריה ביולוגית שימושית צריכה להסביר היא מדוע ישנם כל כך הרבה (מיליוני) סוגים שונים של אורגניזמים הקיימים כיום על פני כדור הארץ. תורת האבולוציה מסבירה תצפית זו באמצעות תהליך ההתגלמות. הרעיון הבסיסי הוא שאוכלוסיות של אורגניזמים יכולות להתפצל לקבוצות מובחנות. עם הזמן מנגנונים אבולוציוניים הפועלים על אוכלוסיות אלה ייצרו סוגים שונים של אורגניזמים, כלומר מינים שונים. יחד עם זאת, אנו יודעים מתיעוד המאובנים ומהחוויות המודרניות שסוגי אורגניזמים יכולים להיעלם - הם יכולים להיכחד. מה מוביל להיווצרותו של מין חדש או להיעלמותם של הקיימים?
מושג הנישה האקולוגית של אורגניזם, שהוא תוצאה של ההיסטוריה האבולוציונית שלו בעבר (לחצי הבחירה בעבר הפועלים בתוך סביבה מסוימת) והתנהגותו הנוכחית, משלב את כל הגורמים הללו. בסביבה יציבה, ובאוכלוסייה גדולה מספיק, הצלחת הרבייה תשקף את האופן שבו אורגניזמים שורדים ומנצלים את הנישה האקולוגית שלהם. עם הזמן, בחירה מייצבת נוטה לייעל את הסתגלותו של האורגניזם לנישה שלו. יחד עם זאת, ייתכן כי סוגים שונים של אורגניזמים יתחרו על משאבים דומים. תחרות בין-מינים זו מובילה לצורה חדשה של לחץ סלקטיבי. אם פרטים מאוכלוסייה אחת יכולים לנצל קבוצה אחרת של משאבים או את אותם משאבים באופן שונה, אורגניזמים אלה יכולים למזער את התחרות עם מינים אחרים ולהיות מוצלחים יותר מבחינה רבייה בהשוואה לפרטים שממשיכים להתחרות ישירות במינים אחרים. זה יכול להוביל למספר תוצאות. במקרה אחד, מין אחד הופך להיות הרבה יותר טוב מאחרים בכיבוש נישה מסוימת, ומניע את האחרים להכחדה. לחלופין, מין אחד עשוי למצוא דרך לכבוש נישה חדשה או קשורה, ובתוך אותה נישה מסוימת, הוא יכול להתחרות בצורה יעילה יותר, כך ששני המינים יבואו לכבוש נישות מובחנות. לבסוף, ייתכן שאחד המינים לא יוכל להתרבות בהצלחה בנוכחות השני ולהיכחד (לפחות) מקומית. תרחישים אלה נלכדים במה שמכונה עקרון ההדרה התחרותית או חוק גאוזה, הקובע כי שני מינים אינם יכולים (ביציבות) לתפוס את אותה נישה אקולוגית - עם הזמן אחד מהם יעזוב (או יותר נכון ייאלץ לצאת) מהנישה, או יתפתח למלא נישה אחרת (לעתים קרובות בעדינות). מה שלפעמים קשה להעריך הוא עד כמה נישה אקולוגית בת קיימא יכולה להיות ספציפית. לדוגמה, שקול את המצב שתואר על ידי הביולוג האבולוציוני תיאודוסיוס דובז'נסקי (1900-1975):
חלק מהאורגניזמים מתמחים להפליא. אולי הנישה האקולוגית הצרה מכולן היא של מין ממשפחת הפטריות Laboulbeniaceae, הגדל אך ורק בחלק האחורי של האליטרה (כיסוי הכנף) של החיפושית Aphenops cronei, שנמצאת רק בכמה מערות גיר בדרום צרפת. זחלי הזבוב פסילופה פטרולי מתפתחים בחלחול נפט גולמי בשדות הנפט בקליפורניה; ככל הידוע הם אינם מתרחשים בשום מקום אחר.
למרות שמפתה לחשוב על נישות אקולוגיות במונחים רחבים, העובדה היא שהבדלים סביבתיים עדינים יכולים להעדיף תכונות ספציפיות ואורגניזמים ספציפיים. אם טווח האורגניזם גדול מספיק והטווח של כל אדם מוגבל, תכונות מובחנות יכולות להיות בולטות באזורים שונים בטווח המינים. תת-אוכלוסיות שונות אלה (המכונות לפעמים תת-מינים או גזעים) משקפות התאמות מקומיות. לדוגמה, נהוג לחשוב שאוכלוסיות אנושיות הנודדות מהאזורים המשווניים של אפריקה היו נתונות לבחירה המבוססת על חשיפה לאור השמש בין היתר באמצעות תפקיד אור השמש בסינתזה של ויטמין D. 97 בנישה האקולוגית המקורית שלהם, חשבו שאבותיהם של בני האדם צדים בסוואנה הפתוחה (ולא בתוך יערות), ולכן פיתחו התאמות לשליטה בטמפרטורת גופם - עירום אנושי נחשב להסתגלות כזו (אם כי יתכנו היבטים מיניים של הבחירה מעורבת גם כן, נדונה בפרק הבא). עם זאת, היעדר מעיל שיער עבה איפשר גם חשיפה ישירה לאור ה- UV מהשמש. בעוד שחשיפה ל- UV היא קריטית לסינתזה של ויטמין D, חשיפה רבה מדי עלולה להוביל לסרטן העור. פיגמנטציה של עור כהה נחשבת לפשרה אדפטיבית. ככל שאוכלוסיות אנושיות התרחקו מקו המשווה, הסכנות בחשיפה לקרינת UV פחתו בעוד הצורך בייצור ויטמין D נותר. במצב כזה נראה שנבחר וריאציה אללית שהעדיפה פיגמנטציה בהירה יותר של העור (אך שמירה על יכולת השיזוף, לפחות במידה מסוימת). ניתוחים גנטיים של אוכלוסיות שונות החלו לחשוף בדיוק אילו מוטציות, והאללים שהם ייצרו, התרחשו באוכלוסיות אנושיות שונות כשהם נדדו מאפריקה. כמובן, אצל בני אדם יש למצב רמת מורכבות נוספת. לדוגמה, התכונה האנושית של לבישת בגדים בהחלט משפיעה על הלחץ של "בחירת השמש".
מספר וריאציות יכולות להתרחש בטווח של מין. הבדלים בתנאי האקלים, פתוגנים, טורפים וטרף יכולים כולם להוביל להתאמות מקומיות, כמו אלה הקשורות לצבע העור האנושי. לדוגמה, מינים רבים אינם פוריים ברציפות ומזדווגים רק בשעות ספציפיות ביום או בשנה. כאשר טווח המין גדול, אורגניזמים באזורים שונים מבחינה גיאוגרפית ואקלימית עשויים להזדווג בזמנים שונים במקצת. כל עוד יש נדידה מספקת של אורגניזמים בין אזורים והאורגניזמים ממשיכים להיות מסוגלים להתרבות ולייצר צאצאים פוריים, האוכלוסייה נשארת מין אחד.