在我们居住的这个星球上，无数种动物、植物和微生物分布在陆地和海洋的每一个角落，它们让大千世界周而复始，生生不息。其中的一部分生物将阳光转变为“燃料”给另一些生命供能，它们在无机界和有机界之间进行着碳、氮循环，变更着自然界的景观。

在一些地区和生物群落中，存在着成百上千种物种；而在另外一些区域，几乎没有什么物种发生进化和演变。例如，热带地区相对于高纬度地区来说是一个错综复杂、丰富多彩的天堂，生物学家正在努力搞清楚其中的原因。环境和生物体之间以及生物体自身的相互影响，在促进或阻碍多样性方面起到了关键作用。此外，起作用的还有人类的干扰、捕食者-被捕食者之间的关系及其他的食物链。但是，准确地说出这些因素或其他因素是如何协调作用的，还是一大难题。

生物多样性面临的挑战令人退缩，基本数据十分贫乏。例如，我们至今也不知道地球上有多少种植物和动物，研究人员甚至不能预测出构成微生物世界的微生物的数量和种类。在探查多样性的演变和限度时，研究者发现，研究生物多样性还缺少一个标准的时间尺度（因为进化发生的时间跨度短则几天，长则几百万年）。而且，一个物种内部发生的变异几乎与两个密切相关的物种之间的变异一样多。究竟什么样的遗传性变化会导致一个新物种的产生？遗传性的变化对物种形成的真正影响是什么？这些都不清楚。

要弄清造就物种多样性的因素，这需要多学科的融合，包括古生物学分析、实验室的实验、基因组比较和有效的统计分析等。当前有几个较详尽的数据库可供参考，如联合国的“千年计划”和海洋微生物基因全球评价项目等。所有这些，应能给物种多样性研究提供一些原始数据。不过它们仅是很小一部分数据，还远远不够的。

预测一个物种何时分化的模型将有助于物种多样性的研究。目前出现的一门被称为“进化-发育生物学”的学科，正在研究与发育有关的基因是如何促成进化的。总之，所有这些努力在阐明生命的历史方面将要走很长的一段路。

目前，古生物学家在追踪几千年来生物的生存范围（扩张和收缩）方面有了进展，他们发现，地理分布位置在物种形成中起到了关键作用。未来的研究应该能揭示出物种分布的普遍模式，从中或许能更清楚地阐明物种大规模灭绝的原因，以及这些灾难对新物种进化的影响。

从对植物和动物的研究中，研究人员认识到，生活环境能影响其形态和行为——特别是性别的选择；而性别的选择能以一定的方式加快或减慢物种形成的速度。进化生物学家还发现，物种的形成可以暂时停止。例如，将已经隔离的种群恢复联系，则其已经趋异的基因组又将趋于一致。其中分子的因素（如低的突变率或受减数分裂的驱动——在减数分裂中，某些等位基因从一代传递到下一代的可能性增大了）对物种的形成率会产生影响。

在有些情况下，一个生态系统内物种多样性的差异可以不同，有时生态系统边缘支持的物种比生态系统内部要少。

对不同的生物群而言，所有这些因素是如何以不同的方式盘根错节纠缠在一起的？进化生物学家正开始对这个问题理清头绪。这个任务非常紧迫——搞清楚是什么造就了物种的多样性，这对理解当今世界正在经历的生物灭绝的本质是十分重要的，对制订缓解生物灭绝的战略措施也是十分重要的。