În mod ironic, o mare problemă nerezolvată din lucrarea de referință a lui Darwin, Despre originea speciilor, a fost tocmai aceasta: Cum și de ce își au originea speciile? Darwin și adepții săi de mai târziu s-au confruntat cu un paradox aparent. Ei au descris evoluția ca pe o schimbare continuă și treptată în timp, dar speciile sunt distincte unele de altele, sugerând că un anumit proces a creat o discontinuitate, sau un decalaj, între ele.
Creditul pentru că a făcut cel mai mult pentru a descifra această enigmă îi revine lui Ernst Mayr, probabil cel mai mare om de știință evoluționist al secolului al XX-lea. Împreună cu Theodosius Dobzhansky, George Gaylord Simpson și alții, Mayr a realizat „sinteza modernă” în anii 1930 și 1940, care a integrat teoria eredității a lui Mendel cu teoria evoluției și a selecției naturale a lui Darwin
.
Născut în 1904 în Germania, Mayr s-a format ca student la medicină, dar și-a dat seama că avea o pasiune mai mare pentru studiul păsărilor și al biologiei. Emigrând în Statele Unite, a devenit curator la Muzeul American de Istorie Naturală, lucrând la clasificarea păsărilor în timp ce își formula ideile cheie despre evoluție. În 1942 a publicat cea mai importantă lucrare a sa, Systematics and the Origin of Species (Sistematica și originea speciilor). Mayr s-a mutat la Universitatea Harvard în 1953 și a ocupat funcția de director al Muzeului de Zoologie Comparată al școlii între 1961 și 1970. De atunci, a publicat o serie de cărți și capitole și a primit prestigiosul Premiul Japoniei pentru Biologie în 1983.
În cartea sa de referință din 1942, Mayr a propus că teoria selecției naturale a lui Darwin ar putea explica întreaga evoluție, inclusiv de ce genele evoluează la nivel molecular. În ceea ce privește întrebarea încăpățânată privind modul în care își au originea speciile, Mayr a propus că atunci când o populație de organisme se separă de grupul principal prin timp sau geografie, acestea evoluează în cele din urmă trăsături diferite și nu se mai pot încrucișa.
Această izolare sau separare este cea care creează noi specii, a spus Mayr. Trăsăturile care evoluează în timpul perioadei de izolare sunt numite „mecanisme de izolare” și descurajează cele două populații să se încrucișeze între ele.
Mai mult, Mayr a declarat că dezvoltarea multor specii noi este ceea ce duce la progresul evolutiv. „Fără speciație, nu ar exista nicio diversificare a lumii organice, nicio radiație adaptativă și foarte puțin progres evolutiv. Specia, deci, este cheia de boltă a evoluției.”

.