Evolusi
Dokumentasi fakta-fakta terjadinya evolusi dilakukan oleh cabang biologi yang dinamakan biologi evolusioner. Cabang ini juga mengembangkan dan menguji teori-teori yang menjelaskan penyebab evolusi. Kajian catatan fosil dan keanekaragaman hayati organisme-organisme hidup telah meyakinkan para ilmuwan pada pertengahan abad ke-19 bahwa spesies berubah dari waktu ke waktu. Namun, mekanisme yang mendorong perubahan ini tetap tidaklah jelas sampai pada publikasi tahun 1859 oleh Charles Darwin, "On the Origin of Species" yang menjelaskan dengan detail teori evolusi melalui seleksi alam. Karya Darwin dengan segera diikuti oleh penerimaan teori evolusi dalam komunitas ilmiah. Pada tahun 1930, teori seleksi alam Darwin digabungkan dengan teori pewarisan Mendel, membentuk sintesis evolusi modern, yang menghubungkan "satuan" evolusi (gen) dengan "mekanisme" evolusi (seleksi alam). Kekuatan penjelasan dan prediksi teori ini mendorong riset yang secara terus menerus menimbulkan pertanyaan baru, di mana hal ini telah menjadi prinsip pusat biologi modern yang memberikan penjelasan secara lebih menyeluruh tentang keanekaragaman hayati di bumi.
Sejarah pemikiran evolusi
Pada 1796, Georges Cuvier menerbitkan temuan-temuannya tentang perbedaan antara gajah hidup dan gajah yang ditemukan dalam jejak fosil. Analisisnya mengidentifikasikan mammoth dan mastodon sebagai spesies khas, berbeda dari hewan hidup manapun, dan secara efektif mengakhiri perdebatan jangka panjang tentang apakah spesies dapat menjadi punah. Pada 1788, James Hutton menjelaskan proses geologi bertahap yang secara berkelanjutkan beroperasi sepanjang waktu dalam. Pada 1790an, William Smith memulai proses pengurutan strata batu dengan menguji fosil-fosil dalam lapisan-lapisan saat ia mengerjakan peta geologi Inggris buatannya. Secara terpisah, pada 1811, Cuvier dan Alexandre Brongniart menerbitkan sebuah kajian berpengaruh dari sejarah geologi dari sebuah kawasan di sekitaran Paris, berdasarkan pada suksesi stratigrafi dari lapisan batu. Karya-karya tersebut membantu pendirian antikuitas Bumi. Cuvier mengadvokasikan katastrofisme untuk menjelaskan susunan kepunahan dan suksesi fauna yang diraih dari jejak fosil.