I fringuelli di Darwin rappresentano un esempio classico di speciazione allopatrica: le isole Galapagos si formarono nell'oceano Pacifico tra 3 e 5 milioni di anni fa. Situate a più di 1000 Km Ovest dell'Ecuador, queste isole non sono mai state collegate alla terra ferma ed erano disabitate. Nonostante ciò, una piccola popolazione di fringuelli, che proveniva dal continente, ha colonizzato l'arcipelago e si è evoluta in specie diverse. Si può ipotizzare che questa popolazione sia giunta nell'arcipelago durante una tempesta e si sia stabilizzata in una delle isole.

Alcuni individui migrarono nelle isole più vicine; in questo modo venne a crearsi tra loro una barriera geografica. Le diverse condizioni ecologiche nelle isole dell'arcipelago possono avere provocato variazioni significative nelle abitudini alimentari delle piccole popolazioni di fringuelli, riproduttivamente isolate. In qualche punto, pool genici di queste popolazioni isolate differivano talmente l'uno dall'altro da impedire l'interfecondazione. Le forme divergenti possono allora essere considerate specie diverse.

Nel primo caso le 14 specie di fringuelli che si trovano attualmente su queste isole si sarebbero originate da una popolazione di fringuelli terricoli provenienti dal vicino continente i quali, separati geograficamente sulle diverse isole, avrebbero dato l'avvio ad un intenso processo di speciazione allopatrica; nel secondo caso le tartarughe rappresentano un esempio di analoga speciazione ancora in atto che, molto probabilmente, a causa della loro dissennata caccia da parte dell'uomo, non potrà forse mai concludersi!

Un'altra interessante area di intensi processi di speciazione allopatrica èstato l'istmo di Panama, ripetutamente sommerso ed emerso a seguito dei numerosi cicli trasgressivi e regressivi del mare: a seguito di ciascuna emersione, gli oceani Pacifico ed Atlantico divennero "isole" per le popolazioni marine che, pertanto, andarono incontro a processi di isolamento e, quindi, di speciazione; al contrario, allorquando gli stessi oceani comunicavano tra loro a causa dell' abbassamento dell'istmo, furono i continenti che divennero a loro volta "isole" e centri di intensa speciazione.

Numerosissimi sono ancora gli esempi che potrebbero essere citati: tra i più significativi ricordiamo il Gran Caynon ed il corso del Colorado, insieme con la Baia di San Francisco, dove sono stati studiati interessanti casi di speciazione allopatrica in insetti, anfibi e mammiferi.

La speciazione simpatrica consiste nella formazione di nuove specie mediante isolamento riproduttivo all'interno dell'areale delle popolazioni parentali senza che intervenga isolamento geografico. Tale processo può realizzarsi con tre differenti modalità che vengono definite: speciazione simpatrica istantanea (o "quantum speciation"), speciazione simpatrica graduale e speciazione simpatrica catastrofica.

Nel primo caso si forma istantaneamente, o comunque in tempi molto brevi, una barriera intrinseca al flusso genico tra alcuni individui ed il resto della popolazione; la causa di tale fenomeno potrebbe essere la comparsa improvvisa di una o più mutazioni che limitino immediatamente lo scambio genico tra alcuni individui ed il resto della popolazione per cui i primi vengono a costituire un gruppo isolato riproduttivamente e geneticamente e, quindi, una nuova specie.

Teoricamente questo tipo di speciazione, peraltro piuttosto rara negli organismi animali, si verifica allorquando gli individui portatori delle suddette mutazioni si accoppiano preferenzialmente tra di loro e se a favore di queste mutazioni agiscono pressioni selettive tali da controllare il flusso genico prodotto dagli incroci tra i mutanti ed il resto della popolazione.

E' evidente che questo tipo di speciazione avrà tanto più successo quanto più piccola sarà la popolazione in cui si verifica: in questo caso, infatti, i nuovi cambiamenti non vengono "diluiti" in una popolazione ampia e costituita da individui "normali", bensì hanno buone probabilità di diffondersi rapidamente mancando, o essendo molto ridotto l'effetto inerziale degli alleli della popolazione parentale.

La maggior parte dei cambiamenti genetici, tuttavia, non conferisce un immediato isolamento riproduttivo: è questo il motivo per cui gran parte della speciazione simpatrica è graduale, si realizza cioè con l'instaurarsi dapprima di meccanismi isolanti deboli (post-zigotici) e, quindi, di meccanismi progressivamente più efficienti (pre-zigotici). Tra questi ultimi, molto importanti sono quelli stagionali, ecologici, fisiologici ed etologici.

Nel primo caso due popolazioni possono essere simpatriche, ma le loro stagioni riproduttive sono sfasate nel tempo sicchè i maschi di una non possono mai incrociarsi con le femmine dell'altra e viceversa; questo tipo di meccanismo isolante, molto comune nelle piante, risulta meno frequente tra gli animali (insetti, molluschi gasteropodi). In altri casi due popolazioni potenzialmente interfeconde tra loro non si riproducono in quanto utilizzano nicchie ecologiche diverse, sono cioèisolate ecologicamente.

Particolarmente importanti ed efficaci sono anche i meccansimi isolanti fisiologici, soprattutto quelli che riguardano la biochimica dei gameti. Ad esempio nei comuni ricci di mare ed in altri animali a fecondazione esterna differenze biochimiche impediscono agli spermatozoi di una specie, o di una popolazione, di fecondare uova che non siano conspecifiche.

Altri meccanismi particolarmente efficaci possono, infine, riguardare il corteggiamento: in molti uccelli, pesci ed insetti, infatti, sia i maschi che le femmine elaborano specifici segnali di riconoscimento sessuale (piumaggio, canto, movimenti, colorazioni, etc.) che impediscono l'ibridazione, favorendo altresìgli incroci intraspecifici ed intrapopolazionistici.

La speciazione catastrofica, infine, si realizza in piccole popolazioni, ridotte drasticamente nelle dimensioni da catastrofi ambientali o da impatto antropico, con conseguente selezione di genotipi rari.

Un altro particolare tipo di speciazione simpatrica èquello che si realizza molto frequentemente in specie parassite che, a seguito di mutazioni, possono cambiare la loro specificità parassitaria; esse, cioè, perdono il contatto con la specie originaria, si riproducono preferenzialmente tra di loro e, come conseguenza dell'isolamento riproduttivo, possono evolvere in nuove specie.

Quanto sinora esposto sulla speciazione simpatrica non è, comunque, condiviso da tutti gli autori: esistono, infatti, almeno tre evidenze in base alle quali la speciazione dovrebbe essere quasi sempre allopatrica.

Da indagini di tipo storico risulta, infatti, che in tempi passati la speciazione è stata quasi sempre allopatrica. Da un punto di vista teorico risulta quasi impossibile che due specie affini possano coesistere in maniera ottimale nello stesso areale, utilizzando nicchie ecologiche identiche (principio di esclusione di Volterra-Gause). Per il mantenimento di due specie affini in condizioni simpatriche è necessario che queste non presentino sovrapposizioni di habitat e di nicchie ecologiche, soprattutto per quanto riguarda le preferenze alimentari e riproduttive: infatti, quando due o più specie entrano in simpatria in generale si dividono habitat e nicchie e, pertanto, non vengono a competere tra di loro.

La zoogeografia, infine, dimostra che specie molto affini sono generalmente localizzate in areali separati geograficamente e che negli stessi areali si riscontrano generalmente forme diverse, anche a livello generico.