Isolamento geográfico é a separação física de subpopulações de uma espécie. As barreiras que isolam as subpopulações podem ser um rio que corta uma planície, um vale que divide dois planaltos ou um braço de mar que separa ilhas e continentes. Especiação é o nome dado ao processo de surgimento de novas espécies a partir de uma espécie ancestral. De modo geral, para que isso ocorra é imprescindível que grupos da espécie original se separem e deixem de se cruzar. Essa separação constitui o isolamento geográfico e pode ocorrer por migração de grupos de organismos para locais diferentes e distantes, ou pelo surgimento súbito de barreiras naturais intransponíveis, como rios, vales, montanhas, etc., que impeçam o encontro dos componentes da espécie original. O isolamento geográfico, então, é a separação física de organismos da mesma espécie por barreiras geográficas intransponíveis e que impedem o seu encontro e cruzamento. O isolamento geográfico ocorre com surgimento de uma barreira física e isso, consequentemente, leva à especiação. Com o surgimento dessa barreira, que pode ser um rio, uma montanha, uma geleira, a espécie será dividida em mais de uma população, separadas por essa nova geografia que surgiu, o que impede o intercruzamento entre elas. Esse impedimento faz com que ocorra uma quebra de fluxo gênico entre essas populações, o que leva ao surgimento de novas espécies. Sabe-se com isso que o isolamento geográfico leva ao isolamento reprodutivo, que é o evento crucial para a origem de uma nova espécie. Quando o isolamento geográfico perdura por muito tempo, o isolamento reprodutivo evolui e, quando esse tipo de isolamento ocorre, mesmo que o isolamento geográfico passe a não existir mais, os indivíduos das novas espécies criadas não conseguem mais se reproduzir ao se encontrarem. Isso pode ser evidenciado através da observação de diferenças no comportamento reprodutor, da incompatibilidade na estrutura e tamanho dos órgãos reprodutores, da inexistência de descendentes ou, ainda, da esterilidade dos descendentes, no caso de eles existirem. Qualquer população, ou qualquer organismo, pode sofrer especiação se isolado de seus vizinhos. Segundo Mayr (1942), a maneira mais significativa de interromper uma população é por isolamento geográfico. Por exemplo, uma geleira pode invadir um vale, criando duas populações separadas, uma de cada lado da geleira. Um aumento no nível do mar pode transformar uma península em uma cadeia de ilhas, separando os besouros de cada lugar. Esse tipo de isolamento não precisa perdurar para sempre; precisa somente formar uma barreira longa o suficiente para deixar que a população isolada se torne geneticamente incompatível com o resto da espécie originária. Uma vez que a geleira derreta ou que o nível do oceano baixe e transforme as ilhas de volta em península, os organismos serão incapazes de se reproduzirem entre si. Porém, nem sempre acaba tendo isolamento reprodutivo entre grupos que se separam, ou seja, nem sempre ocorre a formação de novas espécies. Há casos em que a barreira geográfica é desfeita precocemente e o isolamento geográfico é interrompido antes que haja a especiação. Nessa situação, é possível que os componentes dos dois grupos que se encontravam separados tenham acumulado diferenças que os distinguem entre si, mas que não impedem a reprodução entre eles. Isto é, os dois grupos ainda pertencem à mesma espécie. Essas características acumuladas entre eles seriam no âmbito morfológico. Um caso interessante que ilustra o que foi dito é o da rã norte-americana Rana pipiens. A distribuição geográfica dessa espécie de animal ocorre do norte ao sul da América do Norte. As diferentes populações apresentam características morfológicas distintas. Só que dificilmente uma rã do Norte se acasala com uma do Sul. Se isso for feito artificialmente, notar-se-á uma grande quantidade de descendentes defeituosos. No entanto, se os cruzamentos ocorrem entre populações vizinhas, a porcentagem de indivíduos normais será de 100%. Esse fato mostra que em Rana pipiens ocorre o que chamamos de fluxo gênico (troca de genes) entre populações vizinhas, desde o Norte até o Sul, de modo que todas essas populações pertencem à mesma espécie. É provável que, se as populações intermediárias forem eliminadas, as que se encontram em extremos opostos venham a constituir duas novas espécies, incapazes de trocar genes. Não obstante, é importante ressaltar que a eficiência das barreiras irá variar de acordo com a espécie. Para ilustrar, pode-de usar o exemplo de um rio. O surgimento do rio em uma determinada região poderá ser uma eficiente barreira geográfica para zebras, por exemplo, que não poderão atravessá-lo. Porém, esse mesmo rio não será uma boa barreira para um grupo de aves, que poderão superar esse obstáculo através do voo e manter o fluxo gênico. Logo, o surgimento de uma nova condição geográfica no ambiente não resultará em quebra de fluxo gênico para todas as espécies em que ali habita.