En 1936 Darwin tenía en mente el problema del origen de las especies. Durante más de 20 años recolectó evidencias que pudieran darle alguna solución. Parte de la respuesta le llegó de los escritos de un economista y clérigo inglés, Thomas Robert Malthus. En su Ensayo sobre el principio de la población y su influencia en el mejoramiento futuro de la sociedad, publicado en 1798, Malthus señalaba que la población humana tendía a aumentar en progresión geométrica, duplicándose cada 25 años, y que si los seres humanos continuaban reproduciéndose a la misma velocidad, se sobrepasaría inevitablemente su suministro alimenticio.
El escrito de Malthus hizo calcular a Darwin que una sola pareja de elefantes, que figuran entre los animales que se reproducen con mayor lentitud, produciría una población de 19 millones de elefantes en 750 años si todas las parejas tuviesen la cantidad normal de hijos con una longevidad normal. No obstante, parecía que a lo largo de los tiempos el número de elefantes sobre la Tierra se mantenía casi igual. Obviamente “algo” interfería con su resultado reproductivo, y ese “algo” ejercía un efecto diferente en los elefantes. Al proceso por el cual se “elige” a los sobrevivientes que pueden reproducirse, Darwin lo denominó selección natural.
Darwin aplicó esta idea a su propio trabajo y concluyó que las especies tenían un alto potencial reproductivo, pero que no todos los individuos se reproducen debido a las diferencias en sus capacidades de supervivencia. La idea era que las poblaciones se mantienen bajo control, en parte porque no todos los individuos sobreviven lo suficiente para llegar a la reproducción.
Darwin propuso que las variaciones entre los individuos aparecían al azar, que no las produce ninguna fuerza impulsora, ni el afán inconsciente del organismo. En la lucha por la existencia las variaciones heredadas favorables para la supervivencia tenderían a preservarse, mientras que las desfavorables se eliminarían. El resultado de esto sería la adaptación al ambiente. Con el tiempo, la acumulación de modificaciones podría dar por resultado nuevas especies.
Darwin había formulado por fin un mecanismo funcional de la evolución: el de la selección natural. En ella los organismos mejor adaptados tienen mayor probabilidad de sobrevivir y convertirse en los progenitores de la generación siguiente. Como resultado de la selección natural, la población cambia en el tiempo, la frecuencia de rasgos favorables aumenta en generaciones sucesivas; mientras que los rasgos menos favorables disminuyen o desaparecen.
Wallace por su parte escribió dos artículos en los que desarrollaba su teoría de la evolución. En el primero, publicado en 1855, defendía el hecho de la evolución, aunque sin atribuirle una causa. Su tesis era que la vida no se creaba sin cesar, sino que se desarrollaban poco a poco formas nuevas de las viejas ("toda especie cobra existencia de modo que coincide en el tiempo y el espacio con otra preexistente y muy emparentada con ella"). Tres años más tarde escribió un nuevo artículo en el que proponía un mecanismo explicativo de la evolución: “la variabilidad de todos los seres vivos tendría que suministrar el material a partir del cual, por la simple supresión de aquellos menos adaptados a las condiciones del medio, sólo los más aptos continuarán en carrera". El libro de Wallace, Contribuciones a la teoría de la selección natural, vio la luz en 1870, ocho años después del regreso de este geógrafo y naturalista del Archipiélago Malayo.
Darwin, redactó el manuscrito de su obra cumbre, Sobre el origen de las especies por medio de la selección natural; que fue publicada a finales de 1859. Sus principales planteamientos son:
1. Los organismos evolucionan constantemente a lo largo del tiempo (cambio continuo).
2. Diferentes tipos de organismos descienden de un antepasado común (ascendencia común).
3. El número de especies aumenta a lo largo del tiempo (especiación).
4. La evolución se produce por un cambio gradual de las poblaciones (gradualismo).
5. El mecanismo de la evolución es la competencia entre un gran número de individuos con características únicas por unos recursos limitados, lo que da lugar a diferencias en la supervivencia y el éxito reproductor (selección natural).
