ネオダーウィニズム
ダーウィンと同時代に行われたグレゴール・ヨハン・メンデルの研究は、1900年にユーゴー・ド・フリースとカール・エーリヒ・コレンスによって再発見された。このニュースに接したイギリスの遺伝学者ウィリアム・ベイトソンはロンドン王立園芸協会で報告した。この発見は、親の形質が融合的に子を作るのではなく、形質が独立性と完全性を保ったまま子に受け継がれることを示していた。しかし初期のメンデル学者は自然選択と相容れないものと見なし、むしろ跳躍説(複数の遺伝的変異が同時に起こるという説)と関連があると考えた。カール・ピアソンと ウォルター・ウェルドンに率いられた生物測定学教室はそれに対し、経験的な証拠は個体はメンデル説が言うような不連続なものではなくて連続的な存在であると示している、と主張した。
メンデル説と進化の関連は不明なままで、議論は過熱した。特にウォルターの教え子であったベイトソンは生物測定学の主張に激しく反対した。生物測定学とメンデル遺伝学の対立はその後20年続いた。
トーマス・ハント・モーガンは跳躍進化論者として遺伝学の道を歩み始め、キイロショウジョウバエで突然変異が新種を形成する事を示そうと試みた。しかしキイロショウジョウバエに関する彼の研究は、突然変異が一度のステップで新種を生み出すよりも、自然選択が作用するのに必要な集団中の遺伝的変異を増やす事を示した。これは結果的にメンデル遺伝学と染色体の遺伝理論の合流も助けた。
総合への第一歩は集団遺伝学の成立であった。ロナルド・フィッシャー、J・B・S・ホールデン、シューアル・ライトは大きく貢献した。フィッシャーは1918年の論文で、生物測定学者によって計られた変異の連続性が個々に分離した遺伝子の働きによってどのように作り出されるかを論じた。これと彼の1930年の著作『自然選択の遺伝的理論』で、フィッシャーはメンデル遺伝学が初期の多くの遺伝学者の考えに反して、自然選択によって進化が引き起こされるという概念と完全に一貫性があることを示した。
1920年代にホールデンは一連の論文で、現実世界の自然選択の例(例えばオオシモフリエダジャクの工業暗化のような)に数学的分析を適用した。ホールデンはフィッシャーが仮定したよりも速く、現実世界で自然選択が作用することを示した。
シューアル・ライトは孤立した比較的小型の交配可能集団の研究を行い、遺伝的浮動を発見した。1932年の論文では小型個体群における異種交配や遺伝的浮動が彼らを適応のピークから押し出し、自然選択が新たな適応のピークへ彼らを押し込む適応景観(適応地形)の概念を提案した。ライトのモデルは現実の世界で個体群の地理的隔離の重要性に気付いていたテオドシウス・ドブジャンスキーやエルンスト・マイアのようなフィールド研究者に影響を与えた。
フィッシャー、ホールデンとライトの研究は集団遺伝学を創設した。集団遺伝学は、より幅広いアイディアの結晶である総合説の先駆である。