针对这个悖论,达尔文是第一个给出合理解释的人。进化之所以保留了这些代价巨大的性状,是因为它们能带来生殖优势作为补偿,即这些性状带来的生存劣势被异性接触机会增加这一优势抵消了。这种优势既可以表现在同性别个体的竞争中(“同性内选择”),也可以体现在对异性个体的吸引力上(“异性间选择”)。因此,在提出自然选择的同时,达尔文还提出了性选择(sexual selection)的概念,即同一物种的个体为了交配而进行的斗争。的确,生殖才是关键所在,生存只是为生殖最大化服务的一个因素。个体获得异性性伴侣(及其配子)能力的差异使得性选择成为一种进化力量,最终成为自然选择一般过程的一种变形。从自然选择到性选择,环境也成了影响生殖的竞争因素,因为正是环境决定了基因的生殖价值。
两种形式的性选择(同性内和异性间)进化出了不同类型的第二性征。同性内选择有利于竞争类性状的进化,从而发展出能给肢体对抗增加力量、耐力或抵抗力的进攻型或防御型性状。在这类战斗配置中,常见的有高大的身材或雄壮的体型,以及角、距、大尖牙、獠牙、大螯、腹甲、避免颈部被咬伤的鬃毛,等等。如果竞争不是直接的肢体对抗,雄性会进化出能敏锐发现雌性的感官,这在昆虫界尤为明显。有几种在环境中分布非常广的飞蛾,雌性个体释放的信息素甚至能被1千米以外的雄性接收到。它们的目的当然是最快发现并找到有生育能力的雌性,因为“先到”就提高了“先得”的可能性。这种选择压力还会促进与游泳、爬行、跑步、攀爬、跳跃或飞行等运动相关的器官的发展,产生雄性先熟现象,即雄性个体早于雌性个体出现。短吻针鼹( Tachyglossus aculeatus )在冬季结束时,雄性会比雌性更早苏醒,为的是找到雌性并与之交配。
异性间选择则会带来提高性吸引力的性状,如长尾、冠羽、肉冠、颜色鲜艳的羽毛,以及求偶炫耀。通过瑞典研究者安德松(Malte Andersson)的实验,我们可以看到这些特征是如何影响动物对伴侣的选择的。红领巧织雀( Euplectes ardens )这种生活在非洲的鸟,雄鸟几近全黑,只在颈处有一圈红色,其尾羽长达30厘米。这名生物学家在人为延长某些雄鸟的尾羽后,观察到它们求偶的成功率比其他个体提高了一倍!相反,如果缩短尾羽,其求偶的成功率则会减半。因此对于这种鸟而言,雌性对雄性的喜好显然受后者第二性征表现程度的影响。