La selección natural no sólo produce a los miembros ágiles del antílope y los ojos poderosos del halcón milano. También podría llevar a la muerte de todos los miembros de una especie, a la extinción, y en consecuencia a la extinción de otras de la cadena alimenticia. Los trilobites, los dinosaurios, los tigres de dientes de sable están extintos y sólo se les conoce por los fósiles. Los paleontólogos estiman que por lo menos el 99.9 % de todas las especies de organismos que han existido están ahora extintas. ¿Cuál podría ser la causa?. Probablemente, la causa de la extinción de las especies sea el cambio en el medio ambiente, en los seres vivos y en la parte no viviente del ambiente.
Hay dos características que parecen predisponer a una especie a la extinción cuando hay cambios ambientales, que son la distribución en un solo lugar y la extrema especialización. Los cambios primordiales que originan la extinción de las especies de organismos son la competencia entre especies, los depredadores, parásitos nuevos y la destrucción del hábitat. La distribución localizada y la extrema especialización hacen a las especies vulnerables a los cambios en los ambientes. El dominio de las especies varía mucho y por ello la susceptibilidad a su extinción. Algunas especies, como las golondrinas arenque, los venados cola blanca y los seres humanos habitan en continentes o incluso en toda la Tierra, mientras que otros tienen dominios muy limitados, como el pececillo del Agujero del Diablo que se encuentra sólo en agujeros de agua que llega de un arroyo en el desierto de Nevada, EUA. Si una especie de organismo sólo está presente en una región pequeña, cualquier alteración en esa región podría fácilmente producir su extinción. Por otra parte, generalmente, las especies de organismos que tienen dominios amplios no sucumben a las catástrofes ambientales locales.
La especialización extrema de los organismos es otro factor que hace vulnerable a una especie. Cada especie de organismo desarrolla un conjunto de adaptaciones genéticas como respuesta a las presiones de su medio ambiente específico. Por ejemplo, el halcón milano de los pantanos de Florida sólo se alimenta de cierto caracol de agua dulce, si el caracol se extingue, es seguro que el halcón milano se extinguirá junto con él. Esta especialización conductual es difícil de reconocer en el registro de los fósiles.
Las especializaciones estructurales también pueden ser restrictivas como las especializaciones conductuales. Un caso relevante es el gigantismo, en que por razones no muy bien conocidas, muchos animales crecen mucho, incluyendo anfibios, dinosaurios y mamíferos gigantes como los mamuts y los perezosos gigantes. Estos animales para soportar su volumen deben haber consumido enormes cantidades de alimento. Si se deterioraron las condiciones ambientales, esos gigantes pudieron haber sido incapaces de encontrar alimento suficiente para vivir, lo que originó su extinción. Los animales de menor tamaño que consumían en menor cantidad los mismos alimentos, lograron sobrevivir.