Proses evolusi berlangsung lambat dan dalam waktu yang sangat panjang, sehingga sulit untuk diamati, ataupun dibuktikan di laboratorium. Walaupun demikian, petunjuk yang dikumpulkan para ilmuwan menjadi petunjuk terjadinya evolusi dan memunculkan teori-teori terjadinya evolusi. Teori evolusi telah dikemukakan sejak lama, salah satunya oleh Aristoteles. Namun pencetus yang paling terkenal adalah Charles Darwin. Pada tahun 1831, atas jasa John Stevens Henslow (botaniawan Inggris) Darwin mengikuti perjalanan ke berbagai belahan dunia dengan menggunakan kapal HMS Beagel. Saat tiba di Galapagos, Darwin menemukan banyak hal yang menarik, seperti perbedaan kelompok-kelompok burung Finch (famili Fringillidae) selama perjalanannya. Burung ini terdapat di Ekuador dan Galapagos, namun burung Finch di Galapagos berbeda dengan di Ekuador. Baca juga: Mengenal Manusia Purba dan Jenis-jenisnya Umumnya famili Fringillidae merupakan pemakan biji, namun dalam pengamatannya Darwin menemukan ada burung finch yang paruhnya tebal untuk memecah biji, ada yang paruhnya lurus untuk menghisap madu, ada yang paruhnya dapat memegang daun kaktus untuk mengambil serangga. Perbedaan morfologi yang terdapat pada burung di kepulauan Galapagos yang berbeda secara geologi menyebabkan Darwin memikirkan shubungan antara Biologi dan Geologi. Setelah, mempelajari buku karya kakeknya sendiri Charles Lyell yang berjudul Principles of Geology dan buku Thomas Robert Malthus yang berjudul An Essay on The Principle of Population. Teori Evolusi Darwin dikemukakan dalam bukunya yang berjudul On The Origin of Species by Means of Natural Selection. Dalam bukunya tersebut terdapat dua pokok pikiran utama yaitu spesies yang hidup sekarang berasal dan spesies sebelumnya yang lampau dan evolusi terjadi melalui seleksi. 1. PerbandinganTeori Evolusi Banyak tokoh lainnya yang ikut menyumbangkan pemikiran tentang evolusi, di antaranya Wallace, Lamarck, dan Weismann. Teori Evolusi Darwin disajikan bersama dengan pemikiran Alfred R. Wallace pada Linnean Society of London tanggal 1 Juli 1858. Pemikiran Wallace ternyata sependapat dengan Darwin. Sejak saat itu teori evolusi Darwin mulai didukung oleh banyak ilmuwan di dunia. Sejak dicetuskannya gagasan mengenai evolusi, timbul pendapat yang berbeda-beda terutama mengenai sebab dan terjadinya proses evolusi. Darwin menyatakan evolusi terjadi melalui seleksi alam, individu yang cocok dengan lingkungannya akan bertahan hidup sedangkan yang tidak cocok akan mati. Di lain pihak Lamarck mengemukakan bahwa mekanisme evolusi terjadi melalui penggunaan organ tubuh (use and disuse) akibat kondisi lingkungan, organ-organ yang terus dipakai akan berkembang, sedangkan yang tidak digunakan akan tereduksi. Contoh perbedaan keduanya terlihat dan teori leher jerapah. Teori Lamarck ditentang oleh Weismann. Weismann melakukan percobaan dengan memotong ekor tikus jantan dan betina lalu mengawinkannya. Akan tetapi, anak yang dihasilkan tetap saja berekor panjang walau sudah sampai 21 generasi. Hal ini menunjukkan bahwa perubahan pada individu akibat faktor luar tidak diwariskan pada keturunannya. Teori Weismann menjelaskan lebih lanjut dari teori evolusi Darwin. Weismann berpendapat bahwa perubahan sel tubuh akibat lingkungan tidak akan diwariskan. Evolusi baru terjadi jika menyangkut pewarisan gen melalui sel kelamin. Darwin mengatakan evolusi terjadi melalui seleksi alam, sedangkan Weisman berkesimpulan bahwa evolusi merupakan gejala seleksi alam terhadap faktor-faktor genetik. 2. Seleksi Alam Darwin mengemukakan bahwa seleksi alam merupakan agen utama terjadinya evolusi. Seleksi alam adalah seleksi yang terjadi pada individu-individu yang hidup di alam. Individu yang mampu menyesuaikan diri dengan lingkungannya akan hidup terus dan berkembangbiak, sedangkan yang tidak dapat menyesuaikan diri dengan lingkungannya akan musnah dan hilang dimakan waktu. Contoh peristiwa seleksi alam adalah pada ngengat Biston betularia di Inggris. Ngengat Biston betularia terdapat dua jenis, yaitu yang bersayap terang cerah dengan yang bersayap gelap. Awal mulanya lingkungan Inggris yang bersih sangat baik untuk adaptasi ngengat yang bersayap cerah. Namun karena Iimbah jelaga industri di Inggris yang semakin banyak dan mengotori pepohonan sehingga pohon menjadi gelap yang akhirnya menjadi lebih adaptif untuk ngengat yang bersayap gelap daripada yang terang. Hasilnya perkembangan ngengat bersayap gelap meningkat tajam dan sayap cerah berkurang drastis. Di dalam populasi terdapat variasi genotif dan fenotif. Kedua variasi ini merupakan awal terjadinya evolusi melalui seleksi alam. Terdapat tiga macam seleksi alam, yaitu seleksi terarah, seleksi pemantap dan seleksi pemutus atau pemecah belah. Seleksi terarah adalah perubahan lingkungan yang menyatakan adaptasi ke arah lingkungan yang baru. Seleksi pemantap (stabilisasi) adalah seleksi yang bekerja pada varian-varian tertentu dari satu populasi yang menghasilkan populasi adaptif dan menyisihkan varian-varian yang tidak adaptif. Seleksi pemecah belah (disruptif) terjadi apabila kondisi lingkungan berbeda menyebabkan satu populasi terbagi menjadi dua sub populasi. Seleksi ini memicu terbentukya variasi yang sangat berbeda dalam suatu spesies sehingga mendorong terbentuknya spesies baru (spesiasi).
