La radiación adaptativa es cuando una especie se ramifica para ocupar múltiples nichos dentro de un entorno y eventualmente evoluciona hacia múltiples especies. Las especies tienen más éxito en la radiación adaptativa después de una extinción masiva o cuando colonizan una isla previamente deshabitada. En ambos casos, los nichos que normalmente estarían ocupados por especies competidoras quedan libres para que una nueva especie los explote.
Un ecosistema está compuesto por muchas especies de plantas y animales que compiten por la supervivencia. En un ecosistema típico, una especie evolucionará para ocupar un nicho ecológico específico, que se define como el papel que tiene una forma de vida en su entorno, incluido el hábitat en el que vive y los recursos que consume. En la mayoría de los ecosistemas, varias especies ocupan los mismos nichos y deben continuar evolucionando para obtener una ventaja sobre las especies competidoras frente a los recursos limitados. Todas las especies en un sistema evolucionan continuamente, por lo que la mayoría de estas competiciones terminan en un punto muerto, y solo ocasionalmente se desarrollará una especie para dominar a las demás.
En un nuevo entorno, como en una isla que se ha formado recientemente, muchos nichos ecológicos están desocupados. La radiación adaptativa ocurre cuando una especie llega a un nuevo ambiente y evoluciona para utilizar una serie de nichos ecológicos. Eventualmente, una especie se convertirá en múltiples especies que ya no pueden cruzarse. Este patrón evolutivo es común en todo el mundo y puede rastrearse a través del registro fósil de muchas plantas y animales.
Uno de los ejemplos más famosos de radiación adaptativa es la evolución de los pinzones en las Islas Galápagos. Se cree que estas pequeñas aves que se alimentan de semillas llegaron hace unos millones de años a las islas relativamente deshabitadas que se encuentran a 600 millas al oeste de Ecuador. En ausencia de otras aves pequeñas, las especies parentales desarrollaron diferentes formas de pico para comer los diferentes alimentos disponibles en las islas. Los pinzones evolucionaron para tener picos que los ayudaron a comer insectos, larvas y flores, y una especie incluso evolucionó para tener un pico que hizo posible diseñar y usar una herramienta para atrapar insectos. Después de visitar las Islas Galápagos en 1835, Charles Darwin trajo muchas de estas aves a casa con él, y el estudio posterior de sus picos lo llevó a desarrollar su teoría de la evolución.
Otro ejemplo de radiación adaptativa es la evolución de los marsupiales en el continente australiano. Los marsupiales comenzaron como criaturas pequeñas, como zarigüeyas, pero evolucionaron en muchas especies cuando llegaron a Australia hace unos 55 millones de años. No había otros mamíferos en el continente, por lo que los marsupiales se irradiaron para cumplir los roles que los no marsupiales desempeñaron en el resto del mundo. Los canguros evolucionaron en grandes animales de pastoreo y los leones marsupiales se convirtieron en grandes depredadores.