Se il contributo apportato alla generazione successiva dagli individui posizionati a uno degli estremi della distribuzione di un carattere è maggiore rispetto all’altro, ci troviamo di fronte a una selezione direzionale; in tal caso il valore medio del carattere nella popolazione si sposterà in direzione di quell’estremo. Se la selezione direzionale continua ad agire generazione dopo generazione, nella popolazione si manifesta una tendenza evolutiva (vedi ▶figura 15B).

Spesso le tendenze evolutive di tipo direzionale proseguono per molte generazioni, ma non sempre è così: se l’ambiente cambia in modo tale da favorire fenotipi diversi, la tendenza evolutiva può anche cambiare direzione. Un’altra possibilità è che la tendenza evolutiva impressa dalla selezione direzionale si arresti o perché è stato raggiunto un fenotipo ottimale, o perché un ulteriore cambiamento si scontrerebbe con fattori evolutivi controbilancianti. A questo punto il carattere comincia a subire l’azione della selezione stabilizzante.

Un esempio ben documentato di selezione direzionale è quello relativo alla massa corporea media degli orsi bruni (Ursus arctos). I fossili degli animali vissuti nel corso di un’epoca glaciale mostrano una regolare tendenza all’aumento della massa corporea, il che costituisce un ben noto adattamento a un clima più rigido. Al contrario, i fossili di animali vissuti nel corso di un’epoca interglaciale mostrano una tendenza opposta (calo della massa corporea); infatti, se non è favorita dal rigore del clima, una massa corporea maggiore risulta svantaggiosa, perché richiede un maggior apporto quotidiano di cibo.

Di solito una selezione direzionale comporta la modifica della caratteristica sulla quale agisce fino a che essa raggiunge valori ottimali, dopo di che subentra una selezione stabilizzante. Nel caso dell’orso bruno questo sviluppo non ha potuto realizzarsi a causa dei continui e relativamente rapidi mutamenti del clima.