(ภาพบน) วิวัฒนาการในสายพันธุ์แบบค่อยเป็นค่อยไป (phyletic gradualism) เป็นการเปลี่ยนแปลงช้า ๆ ตามธรณีกาล (ภาพล่าง) ดุลยภาพเป็นพัก ๆ (punctuated equilibrium) เป็นระยะเสถียรภาพทางสัณฐาน แล้วตามด้วยการระเบิดเกิดความเปลี่ยนแปลงทางวิวัฒนาการในระยะสั้น ๆ (โดยเปรียบเทียบ) ที่มีน้อย

มีข้อถกเถียงที่ยังไม่ยุติว่า การเกิดสปีชีส์มีอัตราเท่าไรตามธรณีกาลนักชีววิทยาวิวัฒนาการเป็นบางส่วนอ้างว่า จะเป็นไปค่อนข้างสม่ำเสมอและค่อยเป็นค่อยไปตามเวลา เป็นสมมติฐานที่เรียกว่า วิวัฒนาการในสายพันธุ์แบบค่อยเป็นค่อยไป (phyletic gradualism)

แต่ก็มีนักบรรพชีวินวิทยาอื่น ๆ[76]ที่อ้างว่า สปีชีส์ต่าง ๆ จะไม่ค่อยเปลี่ยนเป็นระยะเวลานาน ๆ และการเกิดสปีชีส์จะระเบิดขึ้นในช่วงเวลาค่อนข้างสั้น ๆ เป็นสมมติฐานที่เรียกว่า ดุลยภาพเป็นพัก ๆ (punctuated equilibrium)(ดูรูป และดูเพิ่มที่หัวข้อ "ปัญหาของดาร์วิน ทำไมจึงมีสปีชีส์")

วิวัฒนาการเป็นพัก ๆ

วิวัฒนาการสามารถเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วมาก ดังที่พบในการสร้างสัตว์และพืชเลี้ยงในช่วงระยะสั้นมากเทียบกับธรณีกาล เพราะเป็นเพียงแค่ไม่กี่หมื่นปีตัวอย่างเช่น ข้าวโพด (Zea mays) ได้สร้างขึ้นจากข้าวโพดป่าในเม็กซิโกภายในไม่กี่พันปี เริ่มเมื่อประมาณ 7,000-12,000 ปีก่อน[77]ความรวดเร็วเช่นนี้จึงสร้างปัญหาว่า อัตราวิวัฒนาการในระยะยาวทำไมจึงช้ากว่าเท่าที่จะเป็นไปได้ตามทฤษฎีอย่างมาก[78][79][80][81]

กระบวนการวิวัฒนาการเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นต่อสปีชีส์หรือต่อกลุ่มไม่ใช่เป็นสิ่งที่วางแผนหรือต้องพยายามทำเหมือนในทฤษฎีของลามาร์ก[82]การกลายพันธุ์ที่กระบวนการอาศัยเป็นเหตุการณ์สุ่ม และนอกจากการกลายพันธุ์เงียบ (silent mutation) ซึ่งไม่มีผลต่อระบบการทำงานหรือรูปลักษณ์ของสิ่งมีชีวิต ปกติก็จะมีผลเสีย และโอกาสมีประโยชน์ในอนาคตก็น้อยมากดังนั้น แม้สปีชีส์หรือกลุ่มอาจได้ประโยชน์จากสมรรถภาพในการปรับตัวให้เข้ากับสิ่งแวดล้อมใหม่โดยสะสมความแตกต่างทางพันธุกรรมจำนวนมากแต่นี่กลับเป็นความเสียหายต่อสิ่งมีชีวิตโดยเฉพาะ ๆ ผู้ต้องสืบทอดการกลายพันธุ์เช่นนี้จนกระทั่งการกลายพันธุ์ส่วนน้อยที่พยากรณ์ไม่ได้ ในที่สุดช่วยในการปรับตัวดังที่ว่าดังนั้น วิวัฒนาการจึงต้องคัดเลือกกลุ่ม (group selection) ซึ่งเป็นไอเดียที่นักชีววิทยาบางท่านไม่เห็นด้วยรวมทั้ง George C. Williams[83],John Maynard Smith[84],และริชาร์ด ดอว์กินส์[85][86][87][88]ว่ามีผลเสียทางการคัดเลือกต่อสิ่งมีชีวิตที่มีโดยเฉพาะ ๆ

ดังนั้น การแก้ปัญหาที่สองของดาร์วินก็อาจเป็นดังนี้ถ้าสิ่งมีชีวิตที่มีเพศเสียประโยชน์เมื่อสืบทอดการกลายพันธุ์ไปยังลูกหลาน มันก็จะหลีกเลี่ยงคู่ซึ่งอาจกลายพันธุ์เพราะมีลักษณะที่แปลกหรือไม่ปกติ[51][38][39][41]การกลายพันธุ์ที่มีผลต่อรูปลักษณ์ภายนอกจึงไม่ค่อยสืบทอดไปยังรุ่นต่อไปดังนั้น จึงไม่ต้องสอบผ่านการคัดเลือกโดยธรรมชาติและวิวัฒนาการก็จะหยุดหรือลดลงอย่างสำคัญโดยปริยายตามสมมติฐานนี้ การกลายพันธุ์ที่สามารถสะสมในกลุ่มประชากร ก็คือแบบที่ไม่มีผลซึ่งเห็นได้ต่อรูปลักษณ์ภายนอกหรือต่อการใช้ชีวิต (คือเป็นการกลายพันธุ์เงียบหรือที่ไม่ให้ผลได้ผลเสีย) เป็นการกลายพันธุ์ซึ่งสามารถใช้สืบร่องรอยความสัมพันธ์และเวลาที่เกิดขึ้นของกลุ่มสิ่งมีชีวิตและสปีชีส์[38][89]

สมมติฐานนี้โดยนัยแสดงว่า วิวัฒนาการจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อไม่สามารถเลี่ยงคู่ที่กลายพันธุ์เช่น เมื่อมีคู่ให้เลือกน้อยมากซึ่งมีโอกาสเกิดขึ้นมากที่สุดในกลุ่มประชากรที่เล็กและอยู่แยกต่างหากและสามัญที่สุดในเกาะเล็ก ๆ ในหุบเขา ทะเลสาบ ระบบน้ำ หรือถ้ำที่อยู่ไกล ๆ[90]หรือในช่วงหลังเหตุการณ์การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่[89]ภายใต้สถานการณ์เหล่านี้ ไม่ใช่แต่จะเลือกคู่ได้จำกัดเท่านั้น เพราะคอคอดประชากร ปรากฏการณ์ผู้ก่อตั้ง การเปลี่ยนความถี่ยีนอย่างไม่เจาะจง ก็ล้วนแต่เป็นเหตุให้เกิดความเปลี่ยนแปลงแบบสุ่มอย่างรวดเร็วในกลุ่มยีนของประชากรที่อยู่แยกต่างหาก[90]นอกจากนั้น การมีลูกผสมกับสปีชีส์ที่สัมพันธ์กันและติดอยู่ในแหล่งที่อยู่เดียวกันยังอาจเพิ่มการเปลี่ยนแปลงของยีนถ้ากลุ่มประชากรที่แยกอยู่เช่นนี้ รอดชีวิตจากเหตุการณ์วุ่นวาย แล้วต่อมาแพร่พันธุ์เข้าไปในวิถีชีวิตในนิเวศน์ที่ไม่มีสัตว์อื่นอยู่ หรือในวิถีชีวิตที่มันได้เปรียบคู่แข่งขัน ก็จัดได้ว่าเป็นสปีชีส์ใหม่หรือสปีชีส์ย่อยที่ได้เกิดขึ้นแล้ว

นี่จะเป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นอย่างฉับพลันถ้ามองไกลเป็นธรณีกาลต่อมา การกลับมาหลีกเลี่ยงคู่ที่กลายพันธุ์ ก็จะมีผลระงับกระบวนการวิวัฒนาการอีก[76][79]โดยดูเหมือนจะยืนยันสมมติฐานดุลยภาพเป็นพัก ๆ บันทึกซากดึกดำบรรพ์ของการเปลี่ยนสภาพทางวิวัฒนาการปกติจะเป็นสปีชีส์ที่อยู่ดี ๆ ก็ปรากฏขึ้น แล้วในที่สุดก็หายไปหลังเกิดเป็นแสน ๆ หรือล้าน ๆ ปี โดยไม่ปรากฏความเปลี่ยนแปลงทางภายนอกในระหว่าง[76][89][91]

หากแสดงเป็นกราฟ สปีชีส์ซากดึกดำบรรพ์เหล่านี้สามารถแสดงเป็นเส้นแนวนอน ที่ความยาวแสดงว่าแต่ละสปีชีส์อยู่ได้นานขนาดไหนแนวนอนของเส้นจะระบุความไม่เปลี่ยนแปลงของลักษณะภายนอกของสปีชีส์นั้นในกราฟในช่วงที่สปีชีส์หนึ่งยังมีชีวิตอยู่ สปีชีส์ใหม่ ๆ ก็จะปรากฏเป็นระยะ ๆ โดยสุ่ม แต่ละสปีชีส์จะดำรงอยู่เป็นแสน ๆ ปีก่อนจะหายไปโดยที่ไม่ได้เปลี่ยนรูปแบบภายนอกความสัมพันธ์ระหว่างสปีชีส์ที่อยู่ร่วมกันโดยทั่วไปจะกำหนดไม่ได้นี่ก็เห็นได้ในแผนภูมิวิวัฒนาการสปีชีส์มนุษย์ตามกาลเวลา เริ่มตั้งแต่มนุษย์แยกออกจากสายพันธุ์ที่ต่อมาวิวัฒนาการเป็นไพรเมตที่ใกล้ชิดสุด คือ ชิมแปนซี[91]

สปีชีส์ต่าง ๆ ของสายพันธุ์มนุษย์ (hominin) ตามลำดับกาลเวลาedit