Otro mecanismo generador de variabilidad son las mutaciones o cambios que se producen en el material genético de los padres. El material genético es la información contenida en los gametos masculinos y femeninos, la cual es trasmitida de una generación a otra.

Los genes de los progenitores pueden sufrir, por distintas causas, modificaciones de su estructura (mutaciones), de forma tal que, al transmitir la información que portan hacia los hijos, éstos la reciben alterada.

Una vez que las mutaciones aparecen en la descendencia, la selección natural tiende a favorecer aquellas mutaciones que aporten nuevas ventajas a los organismos. Las mutaciones solamente son importantes cuando afectan las células reproductoras: óvulos y espermatozoides.

Estos procesos fueron determinantes, en el caso de la flora y fauna de las islas Galápagos, para acelerar la evolución de todos los seres vivos confinados allí. Las características de estos procesos son las siguientes:

Aislamiento geográfico. Si dos poblaciones de organismos similares están aisladas geográficamente, por lo general, evolucionan de forma distinta. Por ejemplo, los pinzones de las Galápagos y los de la costa de Ecuador y Perú presentan rasgos diferentes a pesar de pertenecer a familias y géneros iguales con antepasados similares.

Otro ejemplo ocurrió en el continente australiano, el cual se separó de los demás continentes hace unos 190 millones de años. Este tiempo fue suficiente para que la fauna australiana sea diferente de la de otros continentes.

Los mamíferos de Australia muestran diferencias notables con el resto de mamíferos, aunque hay algunas semejanzas en sus adaptaciones a la alimentación y al medio. Este hecho se explica así: las poblaciones de mamíferos de Australia al quedar aisladas evolucionaron de modo distinto a las del resto del mundo.

Mientras que la gran mayoría de los mamíferos del resto del mundo presenta un desarrollo de tipo placentario, es decir, se desarrollan dentro de una estructura llamada placenta en el interior del vientre materno, los mamíferos australianos son marsupiales, es decir, completan su gestación después de nacer en una bolsa denominada marsupio.