Az egyik nagy megoldatlan probléma Darwin fő művében, A fajok eredetéről éppen ez volt: Hogyan és miért keletkeznek a fajok? Darwin és későbbi követői látszólagos paradoxonnal szembesültek. Az evolúciót folyamatos, fokozatos változásként írták le az idők során, de a fajok különböznek egymástól, ami azt sugallja, hogy valamilyen folyamat megszakadást vagy szakadékot hozott létre közöttük.
A rejtély megfejtéséért a legtöbbet Ernst Mayr-nak, a huszadik század talán legnagyobb evolucionista tudósának köszönhetjük. Theodosius Dobzhanskyval, George Gaylord Simpsonnal és másokkal együtt Mayr az 1930-as és 1940-es években érte el a “modern szintézist”, amely integrálta Mendel öröklődéselméletét Darwin evolúciós elméletével és a természetes szelekcióval
.
Az 1904-ben Németországban született Mayr orvostanhallgatónak készült, de rájött, hogy nagyobb szenvedélye a madarak és a biológia tanulmányozása. Az Egyesült Államokba emigrálva az Amerikai Természettudományi Múzeum kurátora lett, ahol a madarak osztályozásával foglalkozott, miközben megfogalmazta az evolúcióval kapcsolatos legfontosabb gondolatait. 1942-ben publikálta legfontosabb művét, a Systematics and the Origin of Species (Rendszertan és a fajok eredete) címűt. Mayr 1953-ban a Harvard Egyetemre költözött, és 1961-től 1970-ig az iskola összehasonlító zoológiai múzeumának igazgatója volt. Azóta számos könyvet és fejezetet publikált, és 1983-ban megkapta a rangos Japán Biológiai Díjat.
1942-ben megjelent mérföldkőnek számító könyvében Mayr azt javasolta, hogy Darwin természetes szelekcióról szóló elmélete megmagyarázza az egész evolúciót, beleértve azt is, hogy miért fejlődnek a gének molekuláris szinten. A fajok keletkezésének makacs kérdésére Mayr azt javasolta, hogy amikor az élőlények egy populációja időben vagy földrajzilag elkülönül a fő csoporttól, akkor végül különböző tulajdonságokat fejlesztenek ki, és nem tudnak többé keveredni.
Ez az elszigeteltség vagy elkülönülés az, ami új fajokat hoz létre, mondta Mayr. Az izoláció ideje alatt kialakuló tulajdonságokat “izoláló mechanizmusoknak” nevezzük, és ezek akadályozzák a két populáció kereszteződését.
Másrészt Mayr kijelentette, hogy a sok új faj kialakulása az, ami az evolúciós fejlődéshez vezet. “Fajképződés nélkül nem lenne a szerves világ diverzifikációja, nem lenne adaptív sugárzás és nagyon kevés evolúciós fejlődés. A faj tehát az evolúció záróköve.”