La sélection naturelle influence les fréquences d’allèles et de phénotypes particuliers au sein des populations de plusieurs façons différentes. Principalement, la sélection naturelle peut être directionnelle, stabilisatrice ou perturbatrice. La sélection directionnelle favorise un trait extrême et déplace la population vers ce phénotype tout en ne sélectionnant pas les individus affichant des traits alternatifs. La sélection stabilisatrice favorise un trait intermédiaire avec une gamme étroite de variation. L’écart du phénotype optimal vers un phénotype extrême est défavorable. Enfin, la sélection perturbatrice favorise les deux extrêmes d’un phénotype, tandis que les phénotypes intermédiaires ne sont pas sélectionnés.
La sélection directionnelle favorise une extrême d’un phénotype. Par exemple, chez le saumon rouge, la recherche a montré que la sélection directionnelle favorise la migration saisonnière plus précoce. On pense que cela est dû à la pression de prédation exercée par l’industrie de la pêche car la pêche augmente plus tard dans la saison de migration. Ainsi, les poissons qui arrivent et pondent plus tôt peuvent avoir de meilleures chances d’atteindre leur destination pour se reproduire avant d’être capturés par les pêcheurs.
Lorsqu’un phénotype non extrême particulier est favorisé, c’est ce qu’on appelle la sélection stabilisatrice. Par exemple, dans de nombreuses espèces d’oiseaux, la taille de la couvée (le nombre d’œufs dans une seule couvée) est conservée dans un créneau optimal. Les vanneaux et les pluviers dorés pondent généralement quatre œufs. Cette optimisation est un compromis entre maintenir la taille de la couvée assez réduite afin d’assurer suffisamment de ressources pour nourrir tous les poussins et avoir assez de poussins pour s’assurer qu’au moins certains survivent à l’âge adulte. C’est un thème commun parmi les espèces d’oiseaux.
Dans certains scénarios, deux extrêmes d’un trait peuvent être plus favorables dans l’environnement qu’un trait intermédiaire. Le pyréneste ponceau (Pyrenestes ostrinus) présente un polymorphisme impressionnant pour la taille du bec qui n’est déterminé ni par le sexe, ni par la taille du corps, ni par l’âge ni par l’origine géographique. Il existe deux morphologies distinctes majeures, à petit bec et à grand bec. Ce trait est contrôlé par un seul locus autosomique, les grands becs étant dominants. Ces deux morphologies distinctes du bec permettent au pyréneste ponceau de manger facilement les graines de différents carex. Les pyrénestes ponceaux à petit bec mangent principalement des espèces de carex avec des graines plus molles, tandis que les oiseaux à gros bec peuvent casser les graines plus dures d’autres espèces de carex. Cependant, les oiseaux avec des becs de tailles intermédiaires ne peuvent manger facilement ni l’un ni l’autre type de graines et donc on ne les voit pas souvent.
