Ironisk set var et af de store uløste problemer i Darwins hovedværk, Om arternes oprindelse, netop dette: Hvordan og hvorfor opstår arterne? Darwin og hans senere tilhængere stod over for et tilsyneladende paradoks. De beskrev evolutionen som en kontinuerlig, gradvis ændring over tid, men arterne er forskellige fra hinanden, hvilket tyder på, at en eller anden proces har skabt en diskontinuitet eller et hul mellem dem.
Kredsen for at have gjort mest for at løse denne gåde går til Ernst Mayr, måske den største evolutionære videnskabsmand i det 20. århundrede. Sammen med Theodosius Dobzhansky, George Gaylord Simpson og andre opnåede Mayr i 1930’erne og 1940’erne den “moderne syntese”, der integrerede Mendels arvelighedsteori med Darwins teori om evolution og naturlig udvælgelse
.
Født i 1904 i Tyskland, blev Mayr uddannet som medicinstuderende, men indså, at han havde en større passion for at studere fugle og biologi. Han emigrerede til USA og blev kurator på American Museum of Natural History, hvor han arbejdede med klassifikation af fugle, mens han formulerede sine centrale idéer om evolution. I 1942 udgav han sit vigtigste værk, Systematics and the Origin of Species (Systematik og arternes oprindelse). Mayr flyttede til Harvard University i 1953 og fungerede som direktør for skolens Museum of Comparative Zoology fra 1961 til 1970. Siden da har han udgivet en række bøger og kapitler og modtog den prestigefyldte Japan Prize for Biology i 1983.
I sin skelsættende bog fra 1942 foreslog Mayr, at Darwins teori om naturlig udvælgelse kunne forklare hele evolutionen, herunder hvorfor gener udvikler sig på molekylært niveau. Med hensyn til det stædige spørgsmål om, hvordan arter opstår, foreslog Mayr, at når en population af organismer bliver adskilt fra hovedgruppen på grund af tid eller geografi, udvikler de til sidst forskellige egenskaber og kan ikke længere krydses med hinanden.
Det er denne isolation eller adskillelse, der skaber nye arter, sagde Mayr. De træk, der udvikles i løbet af isolationsperioden, kaldes “isoleringsmekanismer”, og de afholder de to populationer fra at krydses med hinanden.
Mayr erklærede desuden, at udviklingen af mange nye arter er det, der fører til evolutionære fremskridt. “Uden artsdannelse ville der ikke være nogen diversificering af den organiske verden, ingen adaptiv stråling og meget lidt evolutionært fremskridt. Arten er således evolutionens grundsten.”