Se han identificado varios mecanismos moleculares que podrían actuar como capacitores evolutivos:

Muchas enzimas no son completamente específicas para una sola reacción, sino que también catalizan reacciones secundarias a un ritmo menor.^[7]​ De manera similar, las proteínas de unión pueden interactuar con proteínas distintas de sus objetivos principales. Estas reacciones o interacciones "promiscuas" pueden no tener un efecto significativo en la aptitud en condiciones normales, pero podrían proporcionar un punto de partida para la evolución adaptativa en condiciones ambientales alteradas.^[8]​ Por ejemplo, algunas mutaciones en el gen de la B-lactamasa, una enzima que confiere resistencia a los antibióticos, otorgan resistencia a la cefotaxima sin afectar la resistencia a la ampicilina.^[9]​ En poblaciones expuestas únicamente a la ampicilina, estas mutaciones pueden persistir en una minoría de individuos, ya que no conllevan un costo significativo en la aptitud (forman parte de una red neutral). Esta variación genética críptica puede conferir resistencia si la población se expone posteriormente a la cefotaxima.

Las proteínas chaperonas ayudan al correcto plegamiento de proteínas. El plegamiento correcto es una limitación importante en la evolución de las secuencias de proteínas. Se ha propuesto que las chaperonas, al proporcionar robustez adicional frente a errores de plegamiento, permiten la exploración de un rango más amplio de genotipos. Cuando las chaperonas se ven sobrepasadas en situaciones de estrés ambiental, esto puede "activar" variaciones genéticas previamente ocultas.^[10]​

La proteína de choque térmico Hsp90 es un ejemplo bien estudiado de chaperona que podría actuar como capacitor evolutivo. La reducción de la actividad de Hsp90 en la mosca de la fruta Drosophila melanogaster da lugar a una amplia variedad de fenotipos, cuya identidad depende del trasfondo genético de cada individuo.^[10]​ Inicialmente, se interpretó que estos nuevos fenotipos eran el resultado de la liberación de variación genética críptica preexistente. Sin embargo, estudios posteriores sugieren que estos datos también podrían explicarse por nuevas mutaciones causadas por la reactivación de elementos transponibles que normalmente están inactivos.^[11]​ Es posible que este hallazgo relacionado con los elementos transponibles dependa de la intensidad de la reducción de Hsp90 utilizada en el experimento.^[12]​

La sobreproducción de GroEL en la bacteria Escherichia coli aumenta la robustez mutacional.^[13]​ Esto, a su vez, podría aumentar la capacidad de evolución.^[14]​

Sup35p es una proteína de la levadura que interviene en el reconocimiento de los codones de terminación durante la traducción de proteínas. Sup35p puede existir en una forma normal ([psi-]) y en una forma de prión ([PSI+]). La presencia de [PSI+] reduce la cantidad de Sup35p normal disponible, lo que aumenta la tasa de errores en la traducción, permitiendo que la maquinaria de traducción "ignore" los codones de terminación con mayor frecuencia (aproximadamente un 1% en lugar de un 0.3%).^[15]​

En diferentes entornos estresantes, las cepas [PSI+] y [psi-] pueden exhibir diferentes tasas de crecimiento y morfologías.^[16]​ El que la cepa [PSI+] crezca más rápido o más lento depende del trasfondo genético, lo que sugiere que [PSI+] actúa revelando variación genética críptica preexistente. Modelos matemáticos sugieren que [PSI+] podría haber evolucionado como un capacitor evolutivo para promover la evolvibilidad.^[17]​^[18]​

La aparición de [PSI+] es más frecuente en respuesta al estrés ambiental.^[19]​ En la levadura, hay más "desapariciones" de codones de parada en el marco de lectura correcto (que imitan los efectos de [PSI+]) de lo que cabría esperar por azar o de lo que se observa en otros organismos que no forman el prión [PSI+].^[20]​ Estas observaciones apoyan la idea de que [PSI+] actúa como un capacitor evolutivo en la naturaleza.

Aumentos transitorios similares en las tasas de error pueden evolucionar de manera emergente, incluso en ausencia de un mecanismo específico como [PSI+].^[21]​ La principal ventaja de un mecanismo como [PSI+] es que facilita la posterior evolución de tasas de error más bajas una vez que se ha producido la asimilación genética.^[22]​

La capacitancia evolutiva también puede ser una característica general de las redes genéticas complejas. Simulaciones de "knockouts" genéticos (eliminación de genes) muestran este efecto.^[23]​ Un estudio que analizó todos los genes inactivados en levaduras encontró que muchos actúan como estabilizadores fenotípicos.^[24]​ La eliminación de una proteína reguladora, como un regulador de la cromatina, puede conducir a una capacitancia más efectiva que la eliminación de una enzima metabólica.^[25]​

Las mutaciones recesivas pueden considerarse crípticas cuando están presentes mayoritariamente en heterocigotos en lugar de homocigotos. El sexo facultativo, en forma de autofecundación, puede actuar como un capacitor evolutivo en una población predominantemente asexual al crear homocigotos.^[26]​ El sexo facultativo, en forma de reproducción cruzada, puede actuar como un capacitor evolutivo al romper combinaciones de alelos cuyos efectos fenotípicos normalmente se cancelan mutuamente.^[27]​

• Canalización (genética)
• Epigenética
• Preadaptación
• Susan Lindquist