Lịch sử sinh học
Sinh học vào thế kỷ 20 > Di truyền học cổ điển, thuyết tiến hóa và thuyết tiến hóa tổng hợp hiện đại

Xem thêm: Lịch sử di truyền học, Lịch sử sinh vật mô hình, và Thuyết tiến hoá tổng hợp
Năm 1900 được gọi là tái khám phá Mendel: Hugo de Vries, Carl Correns và Erich von Tschermak, độc lập với nhau, đã tìm ra những quy luật di truyền Mendel (vốn không thực sự có trong tác phẩm của Mendel). Ngay sau đó, các nhà sinh học tế bào đã đề xuất rằng nhiễm sắc thể chính là vật chất di truyền. Trong khoảng thời gian từ 1910 đến 1915, Thomas Hunt Morgan và những cộng sự "ruồi học" khác đã gộp cả hai ý tưởng này - vốn đều gây tranh cãi - thành cái gọi là quy luật "di truyền nhiễm sắc thể Mendel". Họ đã định lượng hiện tượng di truyền liên kết và cho rằng các gen nằm trên nhiễm sắc thể như hạt cườm đính trên sợi dây; các nhà nghiên cứu cũng đưa ra giả thuyết về trao đổi chéo để giải thích hiện tượng liên kết và xây dựng bản đồ di truyền của ruồi giấm Drosophila melanogaster, loài sau này trở thành một sinh vật mô hình được sử dụng rộng rãi.
Hugo de Vries đã cố gắng liên kết thuyết di truyền mới với sự tiến hóa. Dựa trên công trình của mình với di truyền và lai tạo, ông đã đề xuất một lý thuyết về đột biến, được chấp nhận rộng rãi vào đầu thế kỷ 20. Học thuyết tiến hóa Lamarck, hay lý thuyết thừa kế các đặc điểm tập nhiễm cũng thu hút nhiều người ủng hộ. Học thuyết Darwin giờ được coi là không phù hợp khi xét những tính trạng biến đổi liên tục dường như chỉ có một phần là do di truyền, được nghiên cứu bởi các nhà sinh học thống kê. Trong những năm 1920 và 1930, với sự đồng thuận về thuyết nhiễm sắc thể Mendel, bộ môn di truyền học quần thể với các công trình của Ronald Fisher, John Haldane và Sewall Wright, đã thống nhất ý tưởng tiến hóa bằng cách gộp thuyết chọn lọc tự nhiên với di truyền học Mendel, tạo thành thuyết tiến hóa tổng hợp hiện đại. Lý thuyết kế thừa các tính trạng tập nhiễm đã bị gạch bỏ hoàn toàn, bên cạnh đó, những học thuyết về đột biến cũng đang phát triển cùng với những tiến bộ trong di truyền học.
Trong nửa sau của thế kỷ, những ý tưởng về di truyền quần thể bắt đầu được áp dụng trong các lĩnh vực mới như di truyền học tập tính, xã hội học và đặc biệt ở con người, tâm lý học tiến hóa. Trong những năm 1960, Hamilton và những nhà khoa học khác đã phát triển các lý thuyết trò chơi để giải thích hiện tượng "vị tha" khi nhìn từ góc độ tiến hóa thông qua chọn lọc theo dòng dõi. Lý thuyết về nguồn gốc của các sinh vật bậc cao thông qua nội cộng sinh, và các cách tiếp cận đối lập với tiến hóa phân tử với quan điểm tập trung vào gen (được coi là nguyên nhân chính của tiến hóa) và học thuyết trung tính (đưa phiêu bạt di truyền trở thành một nhân tố chính trong tiến hóa) đã tạo nên những cuộc tranh luận không có hồi kết về mối cân bằng thích hợp giữa sự thích nghi và sự ngẫu nhiên trong tiến hóa.
Vào những năm 1970, Stephen Jay Gould và Niles Eldredge đã đề xuất lý thuyết về trạng thái cân bằng ngắt quãng khi xem xét hồ sơ hóa thạch: sinh vật chủ yếu là không biến đổi trong đại đa số thời gian và hầu hết các thay đổi tiến hóa chỉ xảy ra nhanh chóng trong khoảng thời gian tương đối ngắn. Năm 1980, Luis Alvarez và Walter Alvarez đã đưa ra giả thuyết rằng một va chạm thiên thạch là nguyên nhân gây ra hiện tượng tuyệt chủng kỷ Creta-Paleogene. Cũng vào đầu những năm 1980, phân tích thống kê về hồ sơ hóa thạch ở các sinh vật biển do Jack Sepkoski và David Raup đã giúp đánh giá chính xác hơn về tầm quan trọng của các sự kiện tuyệt chủng hàng loạt đối với lịch sử sự sống trên Trái Đất.