在很久以前，有關進化的概念已經出現：生物都來自共同的祖先，經過長時間演變為眾多的物種。然而，進化究竟如何出現、進化的機制和推動進化的原因，卻一直沒有科學性的解釋。
科學家不斷嘗試解釋進化如何出現，其中法國博物學家拉馬克 (Jean-Baptiste de Lamarak, 1744 - 1829) 於 1809 年發表了「動物哲學」（Philosophiezoologique) 理論：
拉馬克認為生物為了適應生存環境，經常使用的器官會逐漸越來越發達，而不使用的會退化（用進廢退說）。這些不斷改變的新性狀會傳給下一代。經過了許多世代，物種特徵會持續改變和變得多樣化。
例如長頸鹿的長脖子是如何出現呢？拉馬克認為長頸鹿的祖先原本是短頸的，為了吃高樹上的葉子，就常常伸長脖子。結果脖子越伸越長，並且把「長脖子」這個新性狀遺傳給下一代，最後演化成為今天的長頸鹿。
拉馬克認為生物後天獲得的新性狀（例如長脖子）能遺傳到下一代。然而，這理論經不起遺傳學的推敲。因為遺傳學家發現生物後天出現的性狀，無論是否常用，都不會編碼到染色體上。因此，今時今日已沒有人採納拉馬克的說法了。
長頸鹿旳脖子如何進化出現？
繼拉馬克之後，提出進化論學說的著名學者，就是英國科學家達爾文 (Charles Darwin, 1809 - 1882)。達爾文提出以「自然選擇」為基礎的演化理論。
達爾文在 22 歲時參與了小獵犬號的五年環球航行，對所見生物與化石的地理分佈感到困惑，之後他開始對物種演變進行研究，並且得出了他的自然選擇理論。
到了 1858 年，英國博物學家華萊士 (Alfred Wallace, 1823 - 1913) 寄給他一篇想法相似的論文，促使達爾文決定在 1859 年發表著名的自然選擇學說：《物種起源》，解釋生物進化的原因、過程和其中的機制。時至今日，這個學說已得到科學家的廣泛接受。
達爾文的畫像
達爾文在小獵犬號之旅，究竟觀察到甚麼，啓發了他的自然選擇學說呢？
1831 年 12 月 27 日，「小獵犬號」從英國普利茅斯出發，橫渡大西洋和繞過南美洲的麥哲倫海峽後，到達了「加拉巴哥群島」，再途經雪梨和好望角，於 1836 年回到英國。
達爾文在加拉巴哥群島上作了五個星期的野外考察，其中他觀察到僅僅相距幾十英里的島嶼，住著各種不同的生物：陸龜有不同形狀的殼，雀鳥有不同的喙等，這些皆啓發他對「物種轉變」的概念。
小獵犬號的行程
在加拉巴哥群島，其中一個給予達爾文啓發的，就是著名的「達爾文雀」。
「達爾文雀」包括十五個品種的鳴鳥，牠們的體形都很相近，除了牠們的喙。達爾文發現牠們擁有不同大小和形狀的喙，以適應進食不同的食物。
在《物種起源》一書，達爾文使用達爾文雀作例子，指出這些鳴鳥都來自同一個祖先，但為了適應進食不同類型的食物，便演化出不同的喙，成為今天的模樣。
各種達爾文雀有不同的喙、進食不同的食物
三種不同的達爾文雀
促使達爾文發表自然選擇學說的華萊士，是一位英國博物學家、探險家、地理學家、人類學家和生物學家。他到處採集生物標本，留意到生物物種數量極其龐大，儘管生物構造大致相似，細節上卻有無限的變化，華萊士因而相信眾多物種乃由演化而來。
當華萊士考察東南亞地區的生態時，他發現印尼的西部諸島跟亞洲大陸的相似，而東部各島卻跟澳洲的相似，例如峇里島的鳥類與爪哇島幾乎相同，但在距峇里島僅約 \(30\) 公里的龍目島，卻只有 \(50\%\) 的鳥類相同。為紀念他的發現，科學界將劃分這兩區的界線稱為華萊士線。
華萊士線跟板塊運動與物種演變有關。正正由於研究東南亞物種分佈，華萊士對進化出現機制的想法，竟跟同時代的達爾文不謀而合！
東南亞與華萊士線