Perubahan lingkungan adalah kategori adaptasi utama kedua. Dalam banyak kasus epigenom adalah sebagai atau lebih penting dari DNA itu sendiri. Perubahan lingkungan yang besar, seperti perubahan suhu laut atau keasaman, dapat mempengaruhi sejumlah besar spesies. Ketika lingkungan berubah, protein organisme mulai berfungsi secara berbeda.
Perubahan pada DNA atau bagaimana epigenom berinteraksi dengan lingkungan baru dapat mengarah pada adaptasi baru. Misalnya, kehidupan di Bumi saat ini bergantung pada sistem oksigen dan karbon dioksida, yang digunakan organisme untuk energi dan respirasi. Para ilmuwan telah memperkirakan bahwa lingkungan ini tidak hadir sampai organisme fotosintetik mulai menciptakan oksigen dan menyimpannya ke atmosfer. Bahan kimia baru di atmosfer memulai gelombang adaptasi yang telah menyebabkan bioma saat ini yang kita miliki sekarang.
Ketika semakin banyak spesies menjadi terdiferensiasi, interaksi mereka satu sama lain mulai mendorong adaptasi sebanyak komposisi atmosfer yang sederhana. Jaringan makanan yang luas berkembang dan hancur selama miliaran tahun kehidupan. Kejadian-kejadian ini didorong sebagian oleh kemampuan organisme untuk dengan cepat membentuk adaptasi terhadap situasi dan terus bereproduksi.
Namun, dari sekian banyak peristiwa ini, sebanyak 90 persen spesies tidak bertahan hidup dengan perubahan mendadak. Sementara adaptasi dapat membuat organisme lebih kompetitif dalam suatu lingkungan, itu juga dapat membuat mereka kurang fleksibel untuk bertahan hidup di lingkungan yang berubah.
Interaksi kompleks antar hewan juga telah menyebabkan beragam bentuk seleksi yang mempengaruhi dan membentuk adaptasi di antara organisme yang terlibat. Dalam seleksi setsual, misalnya, perbedaan dan strategi adaptasi antar jenis kelamin tidak selalu ditentukan oleh lingkungan, tetapi hanya oleh preferensi seleksi yang aneh dari individu yang mencoba bereproduksi.
Banyak burung menunjukkan jantan yang sangat berwarna, dipilih oleh betina berwarna kusam. Adaptasi warna pada jantan adalah karakteristik yang digunakan untuk menarik lebih banyak betina. Adaptasi betina warna kusam, di sisi lain, adalah hasil dari pemilihan yang lebih terarah dari hubungan pemangsa. Wanita yang kurang berwarna cenderung tidak terlihat oleh predator. Sementara dua sifat adaptif ini saling bertentangan satu sama lain, mereka tetap bertahan karena mereka menguntungkan bagi jantan dan betina dengan cara yang berbeda.
