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How Biological Diversity Evolves 
● Microevolution and Macroevolution 
○ Microevolution 
■ Changes in allele frequencies within populations 
■ Often associated with adaptation 
■ Can be measured from one generation to the next 
○ Macroevolution 
■ Major changes in the history of life 
■ Origin of new species 
■ Generates biological diversity 
● Biological Species Concept 
○ A population or group of populations whose members have the potential to 
interbreed with one another in nature to produce fertile offspring, reproductively 
isolated from other such groups 
● How do new species form? 
○ The gene pools of two or more populations must be separated from one another 
○ Allopatric Speciation 
■ Species evolve in geographic isolation 
■ Usuallt associated with a geographic barrier, preventing members of two 
populations from mating with one another 
■ Involves independent evolution of the populations after the barrier arises 
■ Geographic barriers like deep canyonns and oceans can isolate 
populations
...
 Keeping those subdivisions isolated requires 
special circumstances 
● Segregation of habitat 
● Major alterations in mate recognition or behavior 
● Genetic incompatibility 
■ Accidents during cell division that lead to extra chromosome sets are one 
mechanism of sympatric speciation 

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■ Polyploidy​
 is the condition of having extra sets of chromosomes 
Polyploid Plants 
○ Some polyploid plants have more than one parent species 
○ Botanists estimate that about 80% of modern plants are descendants of polyploid 
reproduction 
Pace of Speciation 
○ Gradualism 
■ Mechanism envisioned by darwinism 
■ Slow and steady accumulation of small changes leads to production of 
species over vast stretches of time 
■ Leads to the prediction that the fossil record should show numerous forms 
in a continuous series of change from ancestral to descendant species 
■ Fossil record 
● Unfortunately the fossil record does not support the hypothesis 
that speciation occurs as a gradual proces 
○ Fossil species show remarkable consistency of form over 
long periods of time 
○ New Species appear suddenly 
○ Old species disappear suddenly 
○ Punctuated Equilibruim 
■ Mechanism proposed by Eldredge and Gould 
■ Species diverge in spurts of rapid change followed by long periods of 
stasis 
■ Leads to the prediction that the fossil record should show the most drastic 
changes in appearance at the time that the new species branch from 
parent species 
○ Evolutionary Change 
■ Evolution incorportates both gradual and punctuated episodes 
● Gradual changes include microevolution 
○ These changes may not be preserved in the fossil record 
● Rapid changes include macroevolutionary events 
○ Because “rapid” changes can take thousands of years, 
many have resulted from microevolutionary processes 
Maintaining Separation 
○ Regardless of how gene pools are separated originally, id the new species is to 
endure, it must maintain the integrity and separation of its gene pool 
■ Many populations that are separated from other members of their species 
for some time later merge with other populations, preventing them from 
becoming new species 
Reproductive Barriers 
○ Prezygotic Barriers 
■ Temporal Isolation 
● Same place, different mating times 

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Habitat isolation 
● Even though they occupy the same geographic area, animals 
occupy different habitats 
■ Behavioral isolation 
● Complex courtship 
○ Bc other species cannot mimic these behaviors, the animal 
species will stay separate 
■ Mechanical isolation 
● Differences in the body shapes prevent different species from 
mating 
○ Snails 
■ Gametic Isolation 
● Proteins on the surface of sperm and egg cannot bind together 
○ Sea urchin 
○ Postzygotic barriers prevent survival or reproduction of hybrid offspring 
■ Hybrid inviability 
● The offspring fail to complete development and is never born 
keeping the gene pools separate 
■ Hybrid sterility 
● The hybrid is born, but cannot reproduce 
■ Hybrid breakdown 
● THe first generation of hybrids may be both viable and fertile, but 
the offspring of these hybrids are weak, feeble, or sterile 
○ Domesticated rice strains 
● Evolutionary development 
○ The scientific interface between evolutionary biology and the study of embryonic 
development 
■ Has uncovered evidence of how slight genetic divergences can produce 
major differences between species 
■ Mutations in the genes that control the timing, rate, and spatial pattern of 
developmental events can cause dramatic changes in phenotype 
○ Humans and chimpanzees look a great deal alike during fetal development
...
5 bilion years ago 
Increasing complexity 
○ Tappania 
Cambrian Explosion 
○ Burgess Shale 
Plants 
○ First land plants were moss like and appear in deposits from the Ordovician 
■ These plants formed a ground hugging carpent

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