總概
生物進化論進化論有三大經典證據：比較解剖學、古生物學和胚胎髮育重演律。
進化論的研究
地質歷史的研究對許多既非歷史學家，也非地質學家的人，具有極大吸引力。這項研究在人的思想中占有獨特興趣及重要的地位。在一切人文科學中，歷史研究，誠然具有獨特的意義，而在科學之中，那研究地球本身的地質學，同樣的引起人獨特的興趣。當二者結合在那聲稱可以解讀地球起源，歷史，及各項過程之奧秘的歷史地質學中時，其研究所得到的『全貌』，就引起了驚人的興趣與意義。實際說來，這樣的圖畫，遠超出了歷史與地質學的範圍。任何論到起源的東西，必然是哲學的或神學的，富有強烈的意義，目的，及命運的含意。 無怪乎，歷史地質學對各種人都引起強烈興趣與關心。其實，現代歷史地質學的基本結構早在一百年前，就為以下的人所立定：赫頓(James Hutton--受過學訓練的農業學家)普萊費爾(John Playfair--數學家)威廉(William Smith--測量人員)萊義爾(Charles Lyell-律師)，居維葉(Georges Cuvier-比較解剖學家)，達爾文(神學生及博物學家), 錢伯斯(Robert Chambers--新聞記者)，巴克蘭(William Buckland--神學家)，穆啟生(Roderick Murchison--軍人)，塞奇威克(Adam Sedgwick--當其競選劍橋地質學系主任時，誇口說，他對地質學毫無所知), 米勒(Hugh Miller--石匠)，弗雷明(John Fleming--動物學家)，及其它同類的人。地質歷史的研究對許多既非歷史學家，也非地質學家的人，具有極大吸引力。這項研究在人的思想中占有獨特興趣及重要的地位。在一切人文科學中，歷史研究，誠然具有獨特的意義，而在科學之中，那研究地球本身的地質學，同樣的引起人獨特的興趣。當二者結合在那聲稱可以解讀地球起源，歷史，及各項過程之奧秘的歷史地質學中時，其研究所得到的『全貌』，就引起了驚人的興趣與意義。實際說來，這樣的圖畫，遠超出了歷史與地質學的範圍。任何論到起源的東西，必然是哲學的或神學的，富有強烈的意義，目的，及命運的含意。 無怪乎，歷史地質學對各種人都引起強烈興趣與關心。其實，現代歷史地質學的基本結構早在一百年前，就為以下的人所立定：赫頓(James Hutton--受過學訓練的農業學家)普萊費爾(John Playfair--數學家)威廉(William Smith--測量人員)萊義爾(Charles Lyell-律師)，居維葉(Georges Cuvier-比較解剖學家)，達爾文(神學生及博物學家), 錢伯斯(Robert Chambers--新聞記者)，巴克蘭(William Buckland--神學家)，穆啟生(Roderick Murchison--軍人)，塞奇威克(Adam Sedgwick--當其競選劍橋地質學系主任時，誇口說，他對地質學毫無所知), 米勒(Hugh Miller--石匠)，弗雷明(John Fleming--動物學家)，及其它同類的人。
達爾文之前
生物進化論，甚至可以說整個生物科學，開始於１８５９年１１月２４日。在那一天，在經過二十年小心謹慎的準備之後，達爾文出版了《物種起源》。第一版印了一千二百五十本，在一天之內銷售一空。一門嶄新的學科從此誕生了！但是，一門新的學科不會從天而降。在１８５９年，科學界已經有了大量的進化證據，做好了準備迎接進化論的誕生。這時候的進化證據歸納起來有動植物培養、化石記錄、解剖比較、退化器官、胚胎髮育和生物地理分布這幾類。
動物家養和植物栽培已經有了幾千年的歷史，人們由此已經知道同一物種往往有著差別極大的形態。這些形態是可以被改變的，通過精心的選擇，可以得到新的品種。這種經由達爾文所謂的“人工選擇”而獲得的品種，其彼此之間的差別，有時比野外物種之間的差別還要大。如果我們在野外見到狼狗和哈巴狗的話，完全可能把它們當成象狼和狐狸那樣兩個截然不同的物種。動植物培養提供了“生物是可變的”感性而直觀的材料。
那時候，科學界早已知道化石乃是生物體的遺蹟，而且，許多從前的物種現在已經不存在、滅絕了，也就是說，生物界的組成並不是從古到今一成不變的。許多種類在化石記錄中顯示了隨著地理時間的推移而逐漸發生變化的趨勢，有時在兩個類群之間還可以發現處於過渡形態的化石。各個主要生物類群在化石記錄中並不是同時出現的，而是有先有後，很有順序，而且這個順序與從現存生物的比較得到的順序相符。比如，從形態結構（例如心臟結構）和生理特點（例如呼吸系統）的比較，我們可以推測脊椎動物從“低級”到“高級”的順序是魚類、兩棲類、爬行類和哺乳類，而在化石記錄中，我們也發現魚類化石的確先在較早的地層開始出現，其次是兩棲類、爬行類，而以哺乳類化石出現得最晚。化石記錄所展示的從“低級”到“高級”的順序，是生物進化的一個有力證據。
早在十六世紀，就有科學家發現人和鳥雖然外表很不相同，骨骼組成和排列卻非常相似。到了十九世紀，研究不同生物種類的形態結構的比較解剖學已相當發達，各生物種類在內部結構的同源性也越來越明顯。正如達爾文所指出的：用於抓握的人手，用於挖掘的鼴鼠前肢，用於奔跑的馬腿，用於游泳的海豚鰭狀肢和用於飛翔的蝙蝠的翼手，它們的外形是如此的迥異，功能是如此的不同，但是剔除皮毛、肌肉之後，呈現在我們眼前的骨架卻又是如此相似！對此最合理的解釋就是它們都是從同一祖先進化而來的，因為適應環境具有了不同的功能和不同的外形，但是骨子裡卻沒能變多少。如果它們是被分別創造出來的，根本沒必要讓有不同功能和不同外形的器官有著相似的構造，因為這樣的構造設計，就其功能和外形而言，有時顯得不是那么合理。如果讓一個工程師來設計這些前肢，他完全可以去除一些對其它物種必需，對這個物種卻是個累贅、退化得只剩一點痕跡的骨頭．
而且，比較解剖學使我們認識到許多生物體都有一些退化了的器官，它們是生物進化的令人信服的證據。比如鯨，它的後肢已經消失了，但它的後肢骨並沒有消失，我們還可以在它的尾部找到已不起作用的盆骨和股骨。甚至在一些蛇類中，我們也可以找到盆骨和股骨的殘餘。這使我們相信，鯨是由陸地四足動物進化來的，蛇是由蜥蜴進化來的。我們人類，已完全退化了的器官也不少，尾骨、轉耳肌、闌尾、瞬膜（第三眼瞼）等等都是完全退化、不起作用的器官，它們除了讓我們記住我們的祖先曾經象猴一樣有尾巴，象兔子一樣轉動耳朵，象草食動物一樣有發達的盲腸，象青蛙一樣眨眼睛，還能有別的什麼合理解釋嗎？
早在十八世紀，動物學家就已經發現，在動物胚胎髮育的過程中，會經過一系列與較低等的動物很相似的時期。比如說人，在胚胎髮育的早期出現了鰓裂，不僅外形象魚，而且內臟也象魚：有動脈弓，心臟只有兩腔等等。對這個現象的唯一合理的解釋，就是人是由魚進化來的，祖先的特徵在胚胎髮育過程中重演了。事實上，爬行類、鳥類和哺乳類在胚胎髮育的早期都跟魚類相似，而且有些時期幾乎不可能區別開來，這是所有的脊椎動物都有共同祖先的一個證據。
自從十六世紀以來，隨著西方航海業的發達，特別是美洲和澳洲的發現，博物學家們見識到無數新奇的物種。許多的物種，甚至整個屬、科、目，只在某個地理區域被發現。當博物學家在澳洲和南美見到袋鼠、袋狼、袋熊、袋鼬、袋貂、袋獾等等聞所未聞的動物，就不免奇怪為什麼上帝只在這裡創造出有袋類哺乳動物。這並非那裡的環境是為有袋類而設的，因為當移民們給這些地方帶去高等哺乳動物後，許多有袋類因為競爭不過高等哺乳類而數量銳減甚至滅絕了。顯然更合理的解釋是，由於這些地區與別的大陸隔絕，而有了獨特的進化途徑。即使是一個群島，也往往有在別的地方找不到的特有物種。做為神學院的畢業生的達爾文最初對神創論產生了懷疑，就是因為在加拉帕格斯群島見到了那些島與島之間都不同種的巨龜，見到了在別的地方都找不到的多達十三種的“達爾文雀”，而不由得發生疑問：為什麼上帝要在這個小小的角落炫耀他的創造才能，專門為這裡創造出如此多的“只此一家，別無分店”的特有物種？合理的解釋是，這些物種的祖先都是從別的地方來的，幾萬年幾十萬年後發生了變化，從而產生了形形色色的特有物種。
總之，在達爾文之前，生物進化已是鐵證如山了，一些敢於衝破宗教信仰的束縛的科學家也開始正視這個事實。早在十八世紀中葉，法國博物學家布封就已認為生物物種是可變的，並大膽地推測所有的動物都來自同一種祖先。他並且認為地球的年齡要比《聖經》所記載的幾千年要古老得多，並把生物物種的變化和地球環境的變化聯繫起來。但是在社會的壓力下，布封被迫宣布放棄這些離經叛道的觀點，因此未能產生什麼影響。
比布封稍後的另一位法國博物學家拉馬克則要固執得多，影響也要大得多。他是第一個系統地研究生物進化的人。他對生物進化的理解，跟現在並不相同。在他看來，生物界是一個從最簡單、最原始的微生物按次序上升到最複雜、最高等的人類的階梯，而所謂生物進化，就是從非生物自然產生微生物，微生物進化成低等生物，低等生物進化成高等生物，直到進化成人的過程。他認為，這個進化過程是不斷在重複，至今仍在進行著的。也就是說，在今天，聰明的猩猩仍在盡力進化成人。拉馬克也是試圖解釋進化現象的第一人，他給出了第一個進化的理論。這個理論主要有兩點：第一，生物體本身有著越變越複雜、向更高級形態進化的內在欲望；第二，生活環境能夠改變生物體的形態結構，而後天獲得的性狀能夠遺傳，簡言之，“用進廢退”。在著名的長頸鹿例子中，拉馬克是這么解釋長頸鹿的長頸由來的：長頸鹿的祖先經常伸長了脖子去吃樹高處的葉子，脖子受到了鍛鍊，變長了，而這一點可以遺傳，因此其後代就要比父母的脖子長一些，一代又一代，脖子就越來越長。
拉馬克的這套理論，並不能說服當時的科學家接受進化論。這固然有宗教的原因，但也有科學上的懷疑。比如，拉馬克的進化論認為非生物能自然產生微生物，但是當時雖然巴斯德還未做否定自然發生論的著名實驗，科學界卻已普遍認為有足夠的證據表明自然發生論是不正確的。因此拉馬克雖然影響很大，卻是往往被當做反面教材來嘲笑和批駁。生物學界迫切需要有一個象牛頓一樣的科學巨人，能夠無可置疑地證明生物進化的事實，並且給出合理的解釋。這個巨人，就是達爾文。
達爾文
歷史選擇了達爾文做為生物科學的創始人，似乎純屬偶然。１８０９年２月１２日出生於富裕的醫生家庭的查爾斯·達爾文，在青少年時代是個遊手好閒的紈絝子弟，而不象是肩負歷史使命的天才。他的父親有一次指責他說：“你除了打獵、玩狗、抓老鼠，別的什麼都不管，你將會是你自己和整個家庭的恥辱。”固然，這時候他很熱衷於收集礦石和昆蟲標本，但這是在男孩子當中很普遍的一種愛好，並沒有什麼特殊之處，雖然我們現在可以認為他未來的科學研究乃是兒時興趣的延續。１８２５年秋，老達爾文準備讓兒子繼承自己的衣缽，把他送進了愛丁堡醫學院。可惜，小達爾文對醫學毫無興趣，更要命的是，他天性脆弱，不敢面對手術台上的淋漓鮮血。兩年之後，只好從醫學院退學了。醫生是當不成了，當牧師也是個體面的職業，達爾文聽從父命，進了劍橋學神學。雖然他對神學也沒有什麼興趣，花在打獵和收集甲蟲標本上的時間恐怕比花在學業上的要多得多，卻也終於在１８３１年畢業，準備當個鄉間牧師了此殘生。達爾文在晚年回顧他的一生時，認為他的所有這些所謂高等教育完全是一種浪費。他覺得正式的課程枯燥無味，也沒能從課堂上學到什麼。但是在這些年，他在課餘結識了一批優秀的博物學家，從他們那裡接受了科學訓練。他在博物學上的天賦也得到了這些博物學家的賞識。１８３１年，當植物學家亨斯樓(J. S. Henslow)被要求推薦一名年輕的博物學家參加貝格爾號的環球航行時，他推薦了忘年交達爾文。達爾文的父親竭力反對兒子參加航行，認為這會推遲兒子在神學職業上的發展。在達爾文的一再懇求下，老達爾文終於作出讓步，表示他若能找到一個可敬的人支持他去，他就可以去。達爾文找到了舅舅、他未來的丈人來說服父親，並僥倖通過了以苛刻著稱的費茲洛伊(R. Fitzroy)船長的面試，於１８３１年底隨貝格爾號揚帆起航，途經大西洋、南美洲和太平洋，沿途考察地質、植物和動物。一路上達爾文做了大量的觀察筆記，採集了無數的標本運回英國，為他以後的研究提供了第一手的資料。五年之後，貝格爾號繞地球一圈回到了英國。
當達爾文蹋上貝格爾號的時候，他是個言必稱《聖經》的神學畢業生、正統的基督教徒，他的虔誠常常被海員們取笑。但是當他返回英格蘭時，在他看來《舊約》不過是一部“很顯然是虛假的世界史”，其可靠性並不比印度教的聖書高。他完全拋棄了基督教信仰，並逐漸成為不相信上帝存在的懷疑論者或理性主義者，而其出發點，就是對“一切生物都是由上帝創造”的信條的懷疑。
在環球航行時，有三組事實使得達爾文無法接受神創論的說教：第一，生物種類的連續性。他在南美洲挖到了一些已滅絕的犰狳的化石，與當地仍存活的犰狳的骨架幾乎一樣，但是要大得多。在他看來，這可以認為現今的犰狳就是由這種已滅絕的大犰狳進化來的。第二，地方特有物種的存在。當他穿越南美大草原時，他注意到某種鴕鳥逐漸被另一種不同的、然而很相似的鴕鳥所取代。每個地區有著既不同又相似的特有物種，與其說這是上帝分別創造的結果，不如說是相同的祖先在處於地理隔絕狀態分別進化的結果。第三，是來自海洋島嶼的證據。他比較了非洲維德角群島和南美加拉帕格斯群島上的生物類群。這兩個群島的地理環境相似，如果生物是上帝創造出來的，在相似的地理環境下應該創造出相似的生物類群才是合理的，但是這兩個群島的生物類群卻差別很大。事實上，維德角群島的生物類群更接近它附近的非洲大陸，顯然，應該認為島上的生物來自非洲大陸並逐漸發生了變化。這個進化過程在加拉帕格斯群島上更加明顯。達爾文發現，組成這個群島的各個小島雖然環境相似，卻各有自己獨特的海龜、蜥蜴和雀類。沒有任何理由認為上帝故意在一個小島上創造這些獨特的物種，更合理地，應該認為這些特有物種都是同一祖先在地理隔絕條件下進化形成的。
１８３７年，在貝格爾號之行結束一年後，達爾文開始秘密地研究進化論。他的第一堆筆記，是家養和自然環境下動植物的變異。他研究了所有可能到手的資料：個人觀察和實驗、別人的論文、與國內外生物學家的通訊、與園丁和飼養員的對話等等，很快得出結論，家養動植物的變異是人工精心選擇造成的。但是自然環境下的變異又是怎么來的呢？他仍然不清楚。一年之後，他在休閒時讀了馬爾薩斯的《人口論》。馬爾薩斯認為人口的增長必然快於生活資料的增長，因此必然導致貧困和對生活資料的爭奪。達爾文突然意識到，馬爾薩斯的理論也可以套用於生物界。所有的生物的繁殖速度都是以指數增長的，後代數目相當驚人，但是一個生物群的數目卻相對穩定，這說明生物的後代只有少數能夠存活，必然存在著爭奪資源的生存競爭。達爾文進一步推導：任何物種的個體都各不相同，都存在著變異，這些變異可能是中性的，也可能會影響生存能力，導致個體的生存能力有強有弱。在生存競爭中，生存能力強的個體能產生較多的後代，種族得以繁衍，其遺傳性狀在數量上逐漸取得了優勢，而生存能力弱的個體則逐漸被淘汰，即所謂“適者生存”，其結果，是使生物物種因適應環境而逐漸發生了變化。達爾文把這個過程稱為自然選擇。
因此，在達爾文看來，長頸鹿的由來，並不是用進廢退的結果，而是因為長頸鹿的祖先當中本來就有長脖子的變異，在環境發生變化、食物稀少時，脖子長的因為能夠吃到樹高處的葉子而有了生存優勢，一代又一代選擇的結果，使得長脖子的性狀在群體中擴散開來，進而產生了長頸鹿這個新的物種。
雖然達爾文在讀了《人口論》之後就有了靈感，馬上就有了自然選擇的想法，但是要過了四年，在收集了大量的資料之後，他才開始把這個理論記錄下來，並把手稿送給一些朋友徵求意見。他太清楚一旦自己的理論發表將會對社會產生怎樣的震撼了，而做為一個天性平和的人，這是他想要盡力避免的，因此他留下了一份遺囑，他有關進化論的手稿只能在他死後發表。
但是在１８５８年夏天，達爾文收到了華萊士的信，迫使他不得不在生前發表自然選擇理論。華萊士是一個年輕的生物地理學家，當時正在馬來群島考察。跟達爾文一樣，他所觀察到的生物的地理分布特點也促使他思考生物進化的問題。那一年的二月，他生了一場間歇熱，在病中突然想到了馬爾薩斯的《人口論》，並且也因此獨立地發現了自然選擇理論。他出身貧寒，又極其反對基督教，沒有達爾文做為上層社會人士的種種顧慮，因此以一股初生牛犢不怕虎的勁頭，用三個晚上就寫成了一篇論證自然選擇的論文，寄給達爾文徵求意見。他並不知道達爾文此時已研究了二十年的進化論，之所以會找上達爾文，完全是由於達爾文在生物地理學學界的崇高地位；而這個地位，在達爾文完成貝格爾號之航後就確立了。
當達爾文讀了華萊士的論文，見到他自己的理論出現在別人的筆下時，其震驚和沮喪可想而知。他的第一個念頭，是壓下自己的成果，而讓華萊士獨享殊榮。但是他的朋友、地理學家賴爾和植物學家虎克都早就讀過他有關自然選擇的手稿，在他們的建議下，達爾文把自己的手稿壓縮成一篇論文，和華萊士的論文同時發表在１８５９年林耐學會的學報上。這兩篇論文並沒有引起多大的反響。也是在賴爾和虎克的催促下，達爾文在同一年發表了《物種起源》（篇幅只是他準備多年的手稿的三分之一左右），這才掀起了軒然大波，並征服了科學界。
由於《物種起源》的成功，也可能是被達爾文的人格和智慧所折服，雖然華萊士與達爾文同享發現自然選擇理論的殊榮，他卻總是把榮耀歸功於達爾文一人，並把自然選擇理論稱為“達爾文主義”－－這個稱呼沿用至今。
達爾文的三大難題
達爾文自己把《物種起源》稱為“一部長篇爭辯”，它論證了兩個問題：第一，物種是可變的，生物是進化的。當時絕大部分讀了《物種起源》的生物學家都很快地接受了這個事實，進化論從此取代神創論，成為生物學研究的基石。即使是在當時，有關生物是否進化的辯論，也主要是在生物學家和基督教傳道士之間，而不是在生物學界內部進行的。第二，自然選擇是生物進化的動力。當時的生物學家對接受這一點猶豫不決，因為自然選擇學說在當時存在著三大困難。第一，是缺少過渡型化石。按照自然選擇學說，生物進化是一個在環境的選擇下，逐漸地發生改變的過程，因此在舊種和新種之間，在舊類和新類之間，應該存在過渡形態，而這只能在化石中尋找。在當時已發現的化石標本中，找不到一具可視為過渡型的。達爾文認為這是由於化石記錄不完全，並相信進一步的尋找將會發現一些過渡型化石。確實地，在《物種起源》發表兩年後，從爬行類到鳥類的過渡型始祖鳥出土了，以後各種各樣的過渡型化石紛紛被發現，最著名的莫過於從猿到人的猿人化石。在現在被稱為過渡型的化石已有上千種，但是與已知的幾百萬種化石相比，仍然顯得非常稀少。這有兩方面的原因。一方面，生物化石都是偶然形成的，因此化石記錄必然非常不完全；另一方面，按照現在流行的“間斷平衡”假說，生物在進化時，往往是在很長時間的穩定之後，在短時間內完成向新種的進化，因此過渡形態更加難以形成化石。
第二，是地球的年齡問題。既然自然選擇學說認為生物進化是一個逐漸改變的過程，它就需要無比漫長的時間。達爾文認為這個過程至少需要幾億、十幾億年。但是當時物理學界的泰斗威廉·湯姆遜（即開爾文勳爵，一個神創論者）用熱力學的方法證明地球只有一億年的歷史，而只有最近的最多兩千萬年地球才冷卻到能夠讓生命生存。對於物理學家的挑戰，達爾文無法反擊，只能說“我確信有一天世界將被發現比湯姆遜所計算而得的還要古老”。我們今天已知道達爾文是對的，而湯姆遜算錯了，現在的地質學界公認地球有四十幾億年的歷史，而至少在三十億年前生命就已誕生。但是在當時，在地球的年齡問題上，人們顯然更傾向於相信物理學權威。
第三個困難是最致命的：達爾文找不到一個合理的遺傳機理來解釋自然選擇。當時的生物學界普遍相信所謂“融合遺傳”：父方和母方的性狀融合在一起遺傳給子代。這似乎是很顯然的，白人和黑人結婚生的子女的膚色總是介於黑白之間。湯姆遜的學生、蘇格蘭工程師簡金(F. Jenkin) 據此指出：一個優良的變異會很快地被眾多劣等的變異融合、稀釋掉，而無法象自然選擇學說所說的那樣在後代保存、擴散開來，就象一個白人到一個非洲黑人部落結婚生子，幾代以後他的後代就會完全變成了黑人。達爾文雖然從動植物培養中知道一個優良的性狀是可以被保留下來的，但是他沒有一套合理的遺傳理論來反駁簡金。達爾文被迫做出讓步，承認用進廢退的拉馬克主義也是成立的，可以用來補充自然選擇學說。事實上，在達爾文逝世（１８８２年）前後，生物學界普遍接受拉馬克主義，而懷疑自然選擇學說。
如果達爾文知道奧地利遺傳學家孟德爾的實驗，就不會在遺傳問題上陷入絕境了。孟德爾在１８６５年就已經發現了基因的分離定律和獨立分配定律。生物遺傳並不融合，而是以基因為單位分離地傳遞，隨機地組合。因此，只要群體足夠大，在沒有外來因素（比如自然選擇）的影響時，一個遺傳性狀就不會消失（膚色的融合是幾對基因作用下的表面現象）。在自然選擇的作用下，一個優良的基因能夠增加其在群體中的頻率，並逐漸擴散到整個群體。
很顯然，孟德爾主義正是達爾文所需要的遺傳理論。可惜，孟德爾的發現被當時的科學界完全忽視了。具有諷刺意味的是，當孟德爾主義在１９００年被重新發現時，遺傳學家們卻認為它宣告了達爾文主義的死亡，在他們看來，隨機的基因突變，而不是自然選擇，才是生物進化的真正動力。只有一些在野外觀察動植物行為的生物統計學家仍然信奉達爾文主義，因為他們所觀察到的生物對環境的奇妙適應性，是無法用隨機的突變來解釋的。
偉大的綜合
達爾文主義和孟德爾主義的開始融合，是在孟德爾定律被重新發現之後二十年的事。這一次不是一個科學巨人的孤身奮戰，而是群星燦爛了。在這些偉大的科學家中，最重要的是英國人費歇(R. A. Fisher)、荷爾登(J.B.S.Haldne)和美國人萊特(S. Wright)。他們從理論上證明了，達爾文主義和孟德爾主義不僅不互相衝突，而且相輔相成。那些在野外做觀察研究的生物統計學家所獲得的進化論數據，都可以從遺傳學原理推導出來。在孟德爾遺傳學的基礎上，自然選擇可以完滿地解釋生物的適應性進化，根本不需要拉馬克主義（拉馬克主義這時候也已被證明是不可能的）。孟德爾遺傳學正是達爾文夢寐以求的遺傳學！這些理論研究工作，是在１９１８年開始，而在三十年代初基本完成的。１９３０年，費歇發表了《自然選擇的遺傳理論》；１９３１年，萊特發表了《孟德爾群體中的進化》；１９３２年，荷爾登發表了《進化的動力》。這三本經典著作，構成了現代進化論的理論基礎。但是這些理論研究，涉及到複雜的數學計算，不是一般的生物學家們所能理解的。而且只有理論沒有實驗，也很難被生物學家們所接受。因此，他們的研究工作，對當時的生物學界並沒有產生太大的影響。直到生物學界出現了另一位偉大的科學家，他不僅有耐心去弄懂這些繁瑣的數學計算，而且用實驗來驗證這些計算，他就是俄國出身的美國遺傳學家杜布贊斯基(T. Dobzhansky)。杜布贊斯基師從俄國遺傳學家契特維里科夫(S. Chetverikov)研究果蠅遺傳學，１９２７年移民到美國（兩年後他的老師被蘇維埃政府逮捕，實驗室被關閉）。他與萊特合作，以果蠅為實驗材料證實了萊特的理論工作。１９３７年，杜布贊斯基發表了《遺傳學和物種起源》。在這部繼《物種起源》之後最為重要的進化論論著中，杜布贊斯基在理論上和實驗上統一了自然選擇學說和孟德爾遺傳學，對博物學家和實驗生物學家產生了巨大的影響，刺激了各個領域的生物學家都投身到進化論的研究當中來。
接下去的十年，是現代進化論碩果纍纍的十年。動物學家邁耶(E. Mayr) 把現代進化論套用於分類學研究，並提出了在地理變異和隔絕條件下新種產生的模型。古生物學家辛普森(G. G. Simpson)的研究表明現代進化論能夠很好地被用於解釋化石記錄，而植物學家斯特賓斯(G. L. Stebbins) 則指出植物的進化同樣能被現代進化論所解釋。到本世紀四十年代，現代進化論已經被成功地套用於生物學的所有領域。１９４２年，朱利安·赫胥黎（進化論奠基人之一湯姆遜·赫胥黎之孫）發表《進化：現代綜合》一書，綜合了現代進化論在各個領域的研究成果，現代進化論也因此被稱為“現代綜合學說”，也即新達爾文主義。標誌著這個偉大的綜合過程的最終完成的，是１９４７年在普林斯頓成立了“遺傳學、分類學和古生物學的共同問題委員會”。組成這個委員會的三十個學術權威代表著生物學的不同領域，但有著一個共同的觀點：達爾文主義和孟德爾主義的綜合。
五、沒有止境的進化
１９４４年艾菲力(O. T. Avery)證明ＤＮＡ是遺傳物質，１９５３年華森和克里克提出DNA的雙螺鏇結構模型，生物學從此進入了分子時代。分子生物學的研究為生物進化這一科學事實補充了重要的新證據。它揭示了生物界在分子水平上的一致性，證明了進化論關於“所有的生物由同一祖先進化而來”的命題。同時，分子生物學為研究生物進化的過程和機理提供了強有力的工具。在以前，生物學家們只能通過古生物化石的研究和現存生物的形態結構比較確定各物種親緣關係的親疏，從而繪出種系發生樹；現在，我們已完全可以在分子水平上，通過比較蛋白質的胺基酸序列或基因的核苷酸序列，不僅在總體上肯定了傳統生物學的結果，而且使種系發生樹的描繪更精確，達到了定量化的程度。
分子生物學的發展也使進化論的研究面臨新的問題。１９６８年，日本遺傳學家木村資生提出中性學說，認為在分子水平上，生物進化不受自然選擇的作用，而是按一定的速率隨機地突變，對生物的生存沒有好處也沒有壞處。木村在當時是根據蛋白質序列提出這個學說的，八十年代以來，ＤＮＡ序列大量測定所得的結果表明ＤＮＡ序列的改變更符合中性學說。有關中性學說的正確性和適用範圍目前仍然沒有定論。
在從前，自然選擇的結果往往被認為導致產生對生物物種或群體有好處的適應性，這就是所謂“群體選擇”。六十年代以來，生物學家越來越傾向於認為，“群體選擇”很可能並不存在，自然選擇產生的只是對個體有益的適應性，生物個體不會因為為了物種或群體的利益而放棄傳遞屬於自己的基因，這就是“個體選擇”。實際上，達爾文本人就是一個個體選擇論者（雖然在當時很少有生物學家認同他）。他認為，社會性昆蟲如蜜蜂中喪失了繁殖力的工蜂並非真正地“利他”，而是利己，因為一個蜂窩都是一個蜂后的直接後代，實際上就是一個個體。在性選擇的研究上，我們也遇到了類似的問題。一些生物學家更進而認為，自然選擇的作用單位不是個體，而是比個體更基本的基因，這就是引起很大爭議的“自私的基因”假說。這個假說，在八十年代發現自私的ＤＮＡ及自私的基因之後被越來越多的人所接受。
生物進化可以分成三個層次：微進化（生物群體中基因頻率的改變）、新種生成和大進化（從一個類型到另一個類型的躍變，比如從魚類進化到兩棲類）。現代綜合學說完美地解釋了微進化和新種生成，並認為由微進化和新種生成的研究所得的結果可以進一步推廣到大進化。但是一些生物學家對這個推論表示懷疑，他們認為生物大進化可能有屬於自己的機理。按照他們的觀點，生物新類型的產生是在生物胚胎髮育過程中基因突變的結果。胚胎髮育時的微小突變可以導致成體的巨大變化。最近發育生物學的研究似乎證明了這一點：如果在胚胎髮育過程中，某種基因的表達速度變慢，就會使魚鰭變成肢足。可以預見，隨著發育生物學的發展，越來越多的大進化難題將被解決。
對於如何評價這些新成果，進化生物學家們爭論不休。持激進觀點的人認為，這些成果已推翻了現代綜合學說，它必須被新的學說所取代。現代綜合學說也被稱為新達爾文主義，因此這些新學說，比如中性學說，也就被稱為非達爾文主義。而在持保守觀點的人看來，這些新成果與現代綜合學說並無本質上的衝突，也可以被綜合到現代綜合學說之中去。不管怎樣，自從創立以來就備受攻擊的現代綜合學說仍然是進化生物學的主流學說。也許在不久的將來，就會出現綜合了分子生物學、發育生物學等新學科的研究成果的“分子綜合”學說。進化論創建一百多年來，本身就不斷地在進化，將來也會不斷地進化。進化論的進化沒有止境。
