Mutaatio
Geenimuutos on jonkun geenin alueella tapahtuva pieni muutos, jossa yksi DNA:n osanen eli nukleotidi katoaa, liittyy tai muuttuu. Yhden nukleotidin muutos tunnetaan pistemutaationa.
Evoluutio
Perinnöllisyyden täsmälliset mekanismit ja uusien piirteiden alkuperä olivat edelleen arvoituksia. Tätä varten Darwin kehitti väliaikaisen pangeneesi () -nimisen teorian. Gregor Mendel kirjoitti vuonna 1865, että piirteet periytyivät ennakoitavalla tavalla elementtien (myöhemmin geenien) vapaan yhdistymisen ja erkanemisen kautta. Mendelin perinnöllisyyssäännöt syrjäyttivät lopulta suurimman osan Darwinin pangeneesiteoriasta. August Weismann teki tärkeän erotuksen kehossa olevien itusolujen (siittiöiden ja munasolujen) ja somaattisten solujen välille osoittaen, että perinnöllisyys tapahtuu vain ituradan kautta. Hugo de Vries yhdisti Darwinin pangeneesiteorian Weismannin itu/soma -solujen erotukseen ja ehdotti, että Darwinin pangeenit sijaitsivat tumassa ja ilmaistuna siirtyivät solulimaan ja muuttivat solun rakennetta. De Vries oli myös yksi tutkijoista, jotka tekivät Mendelin työn tunnetuksi uskoen, että Mendeeliset piirteet vastasivat ituradan kautta periytyviä variaatioita. Selittääkseen kuinka uusia variaatioita syntyy, De Vries kehitti mutaatioteorian, joka aiheutti hetkellisen välirikon Darwinistisen evoluution tukijoiden ja De Vriesin puolella olevien biometriikoiden välille. 20. vuosisadan taitteessa, populaatiogenetiikan edelläkävijät kuten J. B. S. Haldane, Sewall Wright ja Ronald Fisher asettivat evoluutioteorian perustan vankalle tilastolliselle filosofialle. Darwinin teorian, geneettisten mutaatioiden ja Mendelin perinnöllisyyssääntöjen välillä ollut perätön ristiriita oli siten ratkaistu.