Nelle popolazioni di grandi dimensioni, gran parte della variabilità genetica si conserva sotto forma di differenze tra i membri che vivono in aree diverse (sottopopolazioni). Le sottopopolazioni presentano spesso differenze genetiche perché sono soggette a pressioni selettive che variano da un ambiente all’altro. Ambienti anche molto vicini possono essere sensibilmente diversi. Per esempio, in montagna esistono grosse differenze di temperatura e di umidità del suolo tra il versante rivolto a nord (più freddo) e quello rivolto a sud (più temperato).

Spesso è possibile osservare un cambiamento graduale di un determinato fenotipo in funzione della distribuzione geografica di una specie. Questo graduale cambiamento è definito cline e riflette il mutamento graduale delle condizioni ambientali. Per esempio, alcuni individui di una specie di trifoglio (Trifolium repens) producono una sostanza tossica, il cianuro. Le piante velenose sono meno appetibili per gli erbivori – soprattutto topi e lumache – però sono più esposte al rischio di essere uccise dalla brina, perché il congelamento danneggia le membrane cellulari e libera il cianuro nei tessuti.

Nelle sottopopolazioni europee di Trifolium repens, la frequenza degli individui che producono cianuro aumenta progressivamente da nord a sud e da est a ovest (▶figura 21). Le sottopopolazioni di trifoglio con un’alta percentuale di piante velenose si trovano soltanto nelle zone con inverni miti. Dove gli inverni sono rigidi, gli individui che producono cianuro sono rari, anche nelle aree in cui ci sono molti erbivori che brucano trifoglio. Una varietà tipica di un determinato ambiente locale si definisce ecotipo. Un ecotipo può essere fatto corrispondere, con una certa approssimazione, a ciò che nel linguaggio comune si chiama una varietà locale.