還元主義
生物学はそれ自身の理論を持っているか。物理学や化学の一分野となるべきか。還元主義は戦略か、教育や説明のための便利な道具に過ぎないか(エルンスト・マイアは貧弱な戦略と見なし、多くの分子生物学者は優れた戦略と見なした)。さらに、生態系は個体群の集合に過ぎないか、種は個体の集合に過ぎないか、個体が細胞の集合に過ぎないか、自然環境における動植物の複雑な関係(生態学)、個体における全体と部分の関係(解剖学と生理学)、胚の初期段階の均一性と成体のパーツの異質性の関係(発生学)はどのようになっているのか。
還元主義に関するもっとも激しい議論は1950年代にメンデル遺伝学と分子生物学の間で行われた。この議論で、"遺伝学は完全に分子生物学化される"とする強い還元主義と、"遺伝学は分子生物学から何も学ぶことはない"とする強い反還元主義の対立が起きた。例えば多面発現効果やポリジーン形質は形質と遺伝子の関係を一対一と捉えては理解できない。また遺伝子はその発現に環境の影響を強く受ける。ハルによれば、メンデル遺伝学の分子遺伝学化は直接の還元ではない。分子生物学者の還元主義的アプローチは遺伝学の理解を深めた。
例えばシャフナーは遺伝学の分子理論が発展したことによって、優劣の法則のような古典遺伝学の理論も物理化学の法則から引き出せるようになったと主張した。これはつまり、改定された分子遺伝学が古典遺伝学よりも正確だという主張である。ただし、シャフナーはそれによって古典理論が取り除かれるとは主張しなかった。彼は理論的還元が成し遂げられないときでも、還元は実り豊かかなのだと強調した。例えば、生物の分子構造を発見する努力は、高次レベルにおいてもしばしば有益だった、とした。
ケネス・ウォーターズは修正された理論的還元主義に対する立場を「レイヤーケーキ反還元主義」と呼んだ。この反還元主義視点は多層的である。上位レベルでは遺伝現象を説明しようと試み、下位レベルでは遺伝物質の発現や複製を説明する。しかし、反還元主義が示す議論は実際の科学と一致しない、とウォーターズは述べる。DNAと遺伝子は異なる概念なので分子遺伝学と古典遺伝学が結び付けられないという反還元主義の主張は正確ではない。レイヤーケーキの概念は同様に生物学の全分野に広げることができる。それぞれのレベルにはそれぞれのレベルをもっとも良く説明する理論があるのである。
尚、多層性(階層構造)の概念は還元主義者と反還元主義者の双方に共有されている事に注意するのは重要である。しかし全ての還元主義者が多層性を受け入れるというわけではないと言われ、反還元主義者の中には全体論を提唱することに関心がある人もいる。