As 50.000 espécies atuais de vertebrados variam, em tamanho, de menos de um grama a mais de 100.000 quilos e vivem em habitats que vão do fundo dos oceanos ao topo das montanhas. Esta extraordinária diversidade é produto de 500 milhões de anos de evolução. Evolução significa mudança nas freqüências relativas de alelos no conjunto gênico de uma espécie. A variabilidade hereditária dos indivíduos de uma espécie é a matéria prima da evolução, e a seleção natural é o mecanismo que produz mudança evolutiva. A seleção natural atua através da reprodução diferencial e o valor adaptativo descreve a contribuição do diferencial dos indivíduos para as gerações futuras. A maior parte da seleção provavelmente opera ao nível dos indivíduos, mas é possível que também atue ao nível dos alelos, populações, ou mesmo espécies. Em adição à variabilidade individual as espécies freqüentemente exibem dimorfismo sexual e variação geográfica. O dimorfismo sexual reflete as diferentes forças seletivas atuando sobre machos e fêmeas de uma espécie, como resultado da assimetria do investimento reprodutivo. Em muitos casos, os machos maximizam seu valor adaptativo acasalando-se com maior número possível de fêmeas, enquanto que as fêmeas devem procurar o melhor macho possível. A variação geográfica é resultado de condições ambientes variáveis nas diferentes partes da área de distribuição de uma espécie. Quando uma população local é isolada do resto da espécie, acumulam-se diferenças genéticas. Se estas diferenças tornarem-se extensivas, os indivíduos da população isolada podem tornar-se incapazes de reproduzir-se com indivíduos da população principal quando é re-estabelecido o contacto. Este processo é denominado especiação alopátrica. A Terra tem mudado dramaticamente durante o meio bilhão de anos da história dos vertebrados. Os continentes eram fragmentados quando os vertebrados apareceram; coalesceram em um enorme continente, a Pangéia, há cerca de 300 milhões anos; e começaram a fragmentar-se novamente cerca de 100 milhões de anos atrás. Este padrão de fragmentação - coalescência - fragmentação resultou no isolamento e re-contacto dos grandes grupos de vertebrados em uma base mundial. Em escala continental, o avanço e a retração de geleiras durante o Pleistoceno fez com que habitats homogêneos se dividissem e fundissem repetidamente, isolando populações de espécies amplamente distribuídas, levando à evolução de novas espécies. A sistemática filogenética usualmente denominada cladística classifica os animais com base em caracteres derivados compartilhados. Grupos evolutivos naturais só podem ser definidos com base nesses caracteres derivados; a retenção de caracteres ancestrais não dá informações sobre as linhagens evolutivas. A aplicação desses princípios produz grupos zoológicos que refletem a história evolutiva tão acuradamente quanto se possa discerni-los e constitui a base para a formulação de hipóteses sobre a evolução.
