เรื่องกำเนิดสปีชีส์มีประเด็นหลัก ๆ สองอย่าง คือ

1. อะไรเป็นกลไกทางวิวัฒนาการให้เกิดสปีชีส์
2. เหตุไรสปีชีส์จึงแยกจากกันออกต่างหาก ๆ

เริ่มตั้งแต่ชาลส์ ดาร์วิน ความพยายามเพื่อเข้าใจสปีชีส์ต่าง ๆ โดยหลักจะมุ่งไปในประเด็นที่หนึ่งและบัดนี้ก็มีความเห็นพ้องทั่วไปว่า ปัจจัยที่ขาดไม่ได้ในการเกิดสปีชีส์ใหม่ก็คือการแยกเอกเทศทางการสืบพันธุ์[63]ต่อไปบทความจะกล่าวถึงปัญหาในประเด็นที่สอง

ปัญหาของดาร์วิน ทำไมจึงมีสปีชีส์

ในหนังสือ กำเนิดสปีชีส์ (On the Origin of Species) ดาร์วินได้ตีความวิวัฒนาการทางชีวภาพสืบเนื่องกับการคัดเลือกโดยธรรมชาติ แต่ก็ยังงงว่า ทำไมสิ่งมีชีวิตจึงรวมกลุ่มเป็นสปีชีส์[36]บทที่ 6 ของหนังสือมีหัวเรื่องว่า "ปัญหาของทฤษฎี (Difficulties of the Theory)"ซึ่งเขาได้ให้ข้อสังเกตว่า "ก่อนอื่น ทำไม หากสปีชีส์ได้สืบสายมาจากสปีชีส์อื่น ๆ โดยการเปลี่ยนแปลงช้า ๆ และละเอียดอย่างสังเกตเห็นไม่ได้ เราจึงไม่เห็นในทุกหนแห่งรูปแบบในระหว่าง ๆ ที่มากจนนับไม่ได้ ? ทำไม ธรรมชาติทั้งหมดจึงไม่มั่วสับสน แต่สปีชีส์ตามที่เราเห็นกลับระบุได้อย่างชัดเจน ?"ปัญหานี้ สามารถกำหนดได้ว่า เป็นการขาดหรือมีน้อยของรูปแบบช่วงเปลี่ยนสภาพต่าง ๆ ของสิ่งมีชีวิตตามแหล่งที่อยู่ต่าง ๆ[64]

ปัญหาอีกอย่าง[65]ซึ่งเกี่ยวข้องกับปัญหาแรก คือการไม่มีหรือมีน้อยของรูปแบบช่วงเปลี่ยนสภาพ ดาร์วินชี้ว่า ตามทฤษฎีการคัดเลือกโดยธรรมชาติ "รูปแบบช่วงเปลี่ยนสภาพที่มากจนนับไม่ได้จะต้องเคยมีอยู่" และสงสัยว่า "ทำไม เราจึงไม่พบพวกมันเป็นจำนวนนับไม่ได้ในเปลือกโลก"เพราะสปีชีส์ที่กำหนดได้อย่างชัดเจนมีจริง ๆ ในธรรมชาติทั้งโดยพื้นที่และเวลา ซึ่งแสดงนัยว่า มีลักษณะบางอย่างของการคัดเลือกโดยธรรมชาติที่ทำงานเพื่อสร้างและธำรงสปีชีส์ต่าง ๆ[36]

ผลของการสืบพันธุ์ทางเพศ

มีการเสนอว่า การแก้ปัญหาแรกของดาร์วินจะขึ้นอยู่กับความจริงว่า การสืบพันธุ์ทางเพศนอกสายพันธุ์จะมีราคาในตนเองเพราะทำให้หายาก[37][66][67][68][69]โดยจะเกิดดังต่อไปนี้ คือตามความลาดชัน (gradient) ของทรัพยากร หากมีสปีชีส์ต่างหาก ๆ จำนวนมากที่วิวัฒนาการเกิดขึ้น โดยแต่ละสปีชีส์ปรับตัวเข้าได้อย่างเฉพาะเจาะจงในส่วนแคบ ๆ ของความลาดชันนั้น แต่ละสปีชีส์ก็จำเป็นต้องมีสมาชิกเพียงไม่กี่หน่วยการหาคู่ภายใต้สถานการณ์นี้อาจยากเพราะหน่วยสิ่งมีชีวิตที่อยู่ใกล้ ๆ เป็นสมาชิกของสปีชีส์อื่นแต่ถ้าภายใต้สถานการณ์เช่นนี้ สปีชีส์หนึ่งเกิดมีสมาชิกเพิ่มขึ้นโดยบังเอิญ (โดยมีผลเสียต่อสปีชีส์ข้าง ๆ ถ้าทรัพยากรถูกใช้จนหมด) นี่ก็จะทำให้หาคู่ได้ง่ายอย่างทันทีทันใดส่วนสมาชิกของสปีชีส์ข้าง ๆ ที่จำนวนได้ลดลง ก็จะมีปัญหามากขึ้นในการหาคู่ และดังนั้น ก็จะจับคู่ได้บ่อยครั้งน้อยกว่าสปีชีส์ที่มีจำนวนมากกว่าซึ่งมีผลบานปลาย คือสปีชีส์ที่ใหญ่กว่าจะใหญ่ขึ้นโดยเป็นผลเสียของสปีชีส์ที่มีจำนวนน้อยกว่า ซึ่งในที่สุดก็จะสูญพันธุ์ในที่สุด ก็จะเหลือสปีชีส์เพียงไม่กี่ชนิด แต่ละชนิดล้วนต่างจากสปีชีส์อื่น ๆ[37][66][68]ความหายากไม่ใช่มีผลเพียงแต่การไม่สามารถหาคู่ได้ แต่ยังมีราคาโดยอ้อมอื่น ๆ เช่นราคาของการสื่อสารเพื่อหาคู่เมื่อมีกลุ่มประชากรที่หนาแน่นน้อย

ความหายากยังมีราคาอื่น ๆ ลักษณะที่มีน้อยไม่ค่อยจะมีประโยชน์ในกรณีโดยมาก นี่เป็นการกลายพันธุ์ที่แสดงออก ซึ่งเกือบแน่นอนว่าจะมีผลลบดังนั้น สัตว์มีเพศจึงจำเป็นต้องหลีกเลี่ยงคู่ที่มีลักษณะที่น้อยหรือแปลก[38][39]และกลุ่มประชากรสิ่งมีชีวิตที่มีเพศจึงละทิ้งลักษณะฟีโนไทป์ที่น้อยหรือไม่สำคัญ ทำให้รูปร่างภายนอกปรากฏเหมือน ๆ กัน เช่นดังที่พบในนกกระเต็นน้อยพันธุ์ Ispidina picta (ตามรูป)

ความเหมือน ๆ กันที่น่าทึ่งระหว่างสัตว์ที่โตแล้วในสปีชีส์ที่มีเพศ จึงสามารถทำให้เขียนหนังสือระบุนก สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม สัตว์เลื้อยคลาน แมลง และอื่น ๆ ที่อาจแสดงสปีชีส์ที่กล่าวถึงในรูปเดียว (หรือสองรูป ถ้าตัวผู้ตัวเมียต่างกัน)เมื่อกลุ่มประชากรได้กลายเป็นเหมือน ๆ กันซึ่งเป็นเรื่องปกติในสปีชีส์โดยมาก สมาชิกในสปีชีส์ก็จะเลี่ยงผสมพันธุ์กับสมาชิกกลุ่มอื่น ๆ ที่มีลักษณะรูปร่างต่างจากตนเอง[40]ดังนั้น การหลีกเลี่ยงคู่ที่แสดงลักษณะทางฟีโนไทป์ที่มีน้อยหรือแปลกในที่สุดก็จะนำไปสู่การแยกเอกเทศทางการสืบพันธุ์ ซึ่งเป็นหลักสำคัญหนึ่งในการเกิดสปีชีส์[24][35][71][72]

เทียบกับสิ่งมีชีวิตที่สืบพันธุ์โดยไม่อาศัยเพศ ซึ่งไม่มีราคาเนื่องกับความหายากจึงได้ประโยชน์จากการปรับตัวแบบละเอียดดังนั้น สิ่งมีชีวิตที่ไม่มีเพศบ่อยครั้งจะมีความแตกต่างที่สืบต่อกัน (บ่อยครั้งในทิศทางต่าง ๆ กัน) ที่ดาร์วินคิดว่า กระบวนการวิวัฒนาการควรจะสร้าง เป็นสิ่งมีชีวิตที่จัดกลุ่มเป็นสปีชีส์ได้ยากมาก[37][38][39][73][74][75]