La selección natural es un fenómeno de la evolución que se define como la reproducción diferencial de los genotipos de una población biológica. La formulación clásica de la selección natural establece que las condiciones de un medio ambiente favorecen o dificultan, es decir, seleccionan la reproducción de los organismos vivos según sean sus peculiaridades. La selección natural fue propuesta por Darwin como medio para explicar la evolución biológica. Esta explicación parte de tres premisas; la primera de ellas el rasgo sujeto a selección debe ser heredable. La segunda sostiene que debe existir variabilidad del rasgo entre los individuos de una población. La tercera premisa aduce que la variabilidad del rasgo debe dar lugar a diferencias en la supervivencia o exito reproductor, haciendo que algunas características de nueva aparición se puedan extender en la población. La acumulación de estos cambios a lo largo de las generaciones produciría todos los fenómenos evolutivos.
La selección natural puede ser expresada como la siguiente ley general, tomada de la conclusión de El origen de las especies:
Existen organismos que se reproducen yla progenie hereda características de sus progenitores, existen variaciones de características si el medio ambiente no admite a todos los miembros de una población en crecimiento. Entonces aquellos miembros de la población con características menos adaptadas (según lo determine su medio ambiente) morirán con mayor probabilidad. Entonces aquellos miembros con características mejor adaptadas sobrevivirán más probablemente.
El resultado de la repetición de este esquema a lo largo del tiempo es la evolución de las especies.
Un requisito para que la selección natural conduzca a evolución adaptiva, nuevos rasgos y especiación, es la presencia de variación genética heredable que comporte diferencias de aptitud (es decir, que la variación genética resulte en individuos más y menos aptos para sus circunstancias). La variación genética es el resultado de mutaciones, recombinaciones y alteraciones en el cariotipo (número, forma, tamaño y organización interna de los cromosomas). Cualquiera de estos cambios puede tener un efecto que sea muy ventajoso o desventajoso, pero en general los efectos grandes son poco comunes. Los cambios en el material genético solían considerarse neutrales o cuasineutrales porque ocurrían en el ADN no codificante o resultaban en sustituciones sinónimas (la proteína sintetizada por el gen mutado era a efectos prácticos la misma que la del gen sin mutar). Sin embargo, estudios recientes han demostrado que muchas mutaciones en el DNA no codificante sí tienen efectos perniciosos.
La tasa de mutación y el efecto en el individuo dependen del organismo concreto, sin embargo, a partir de datos basados en análisis sobre humanos se considera que la mayoría de las mutaciones son ligeramente perjudiciales.
Por definición, los individuos más aptos tienen más probabilidad de contribuir con descendientes a la siguiente generación, mientras que los menos aptos tendrán menos descendientes o morirán antes de alcanzar la edad adulta. Como resultado, los alelos que en promedio conllevan mejor adaptación (aptitud) son más abundantes en la siguiente generación, mientras que los alelos que tienden a perjudicar a los individuos portadores, también tienden a desaparecer. Si las presiones selectivas -temperatura, abundancia de agua y cualquier otra condición del entorno- se mantienen relativamente constantes, los alelos beneficiosos se propagan por la población transformándose en los dominantes (en el sentido de más abundantes) y los alelos perniciosos desaparecen. En cada generación aparecen nuevas mutaciones y recombinaciones que producen un nevo espectro de fenotipos. Por lo tanto, cada nueva generación se enriquece con la abundancia de alelos que contribuyen a los rasgos que fueron anteriormente favorecidos por la selección natural, mejorando así gradualmente estos rasgos durante generaciones sucesivas.
Algunas mutaciones ocurren en los genes reguladores. Estos cambios pueden tener un gran efecto en el fenotipo del individuo porque estos genes se encargan de regular la función de muchos otros genes. La mayoría -aunque no todas- las mutaciones en los genes reguladores producen zigotos inviables. Ejemplos de mutaciones en los genes reguladores en el hombre que no son letales ocurren en los genes HOX, que pueden causar la formación de una costilla en las cervicales o de múltiples dedos. Cuando estas mutaciones resultan en una mejora de la aptitud, la selección natural las favorecerá y se esparcirán en la población.
Los rasgos establecidos no son inmutables. Rasgos que son muy efectivos en un ambiente determinado pueden volverse poco efectivos si las condiciones cambian. Si la presión selectiva sobre un rasgo desaparece, éste tiende a adquirir más variaciones y a deteriorarse, incluso transformándose en un vestigio. En muchas ocasiones la estructura vestigial puede mantener cierta funcionalidad limitada o ser la base de otros rasgos ventajosos (fenómeno conocido como preadaptación). Por ejemplo, el ojo es un órgano vestigial del topo pero que todavía aporta cierta funcionalidad para percibir la duracion del dia y la noche.
