Η πλειοτροπία έχει σημασία για τη θεωρία της εξέλιξης. Έχει συχνά υποστηριχθεί ότι ορισμένα κληρονομικά χαρακτηριστικά των ζώων δεν είναι προϊόν προσαρμογής από τη φυσική επιλογή. Πολλά από αυτά μπορούν να εξηγηθούν από τον πλειοτροπισμό. Η ισχυρή επιλογή για μία ή δύο πτυχές της γονιδιακής λειτουργίας θα φέρει αυτόματα μαζί της και κάποια άλλα πλειοτροπικά χαρακτηριστικά. Αυτά τα άλλα χαρακτηριστικά, αν και κληρονομικά, μπορεί να είναι ουδέτερα ή ακόμη και ελαφρώς επιβλαβή από την άποψη της επιλογής.
Η ανταγωνιστική πλειοτροπία αναφέρεται στην έκφραση ενός γονιδίου που έχει ως αποτέλεσμα πολλαπλές ανταγωνιστικές επιδράσεις, ορισμένες ευεργετικές και άλλες επιζήμιες για τον οργανισμό. Τρεις περιπτώσεις είναι πιθανές:
1. Ταυτόχρονα, ένα γονίδιο μπορεί να προκαλέσει επιβλαβή χαρακτηριστικά τα οποία αντισταθμίζονται από την αξία επιβίωσης των θετικών χαρακτηριστικών.
2. Ένα γονίδιο μπορεί να αυξάνει τη φυσική κατάσταση στον νεότερο, γόνιμο οργανισμό, αλλά να συμβάλλει σε μειωμένη φυσική κατάσταση αργότερα στη ζωή. Η αναπαραγωγική συμβολή στα νεότερα στάδια της ζωής θα εξασφαλίσει τη διάδοση ενός τέτοιου γονιδίου.
3. Ένα γονίδιο μπορεί να αυξάνει τη φυσική κατάσταση σε ορισμένα ενδιαιτήματα, αλλά όχι σε άλλα. Η επιβίωσή του στον πληθυσμό είναι τότε ισορροπημένη. Ένα παράδειγμα είναι ένα βακτηριακό γονίδιο που ενισχύει τη χρήση γλυκόζης εις βάρος της ικανότητας χρήσης άλλων πηγών ενέργειας (όπως η λακτόζη). Αυτό έχει θετικά αποτελέσματα όταν υπάρχει άφθονη γλυκόζη, αλλά μπορεί να αποβεί θανατηφόρο αν η λακτόζη είναι η μόνη διαθέσιμη πηγή τροφής.
