Darwin’in evrim mekanizması –doğal seleksiyon– 1930’ların sonlarına kadar yaygın bir kabul görmemişti. O sıralar, Fisher, Haldane ve Wright gibi önde gelen bilim simaları, doğal seleksiyonu Mendelci genetikle kaynaştıran yeni-Darvinciliğin kurucuları haline geldiler. Kalıtım teorisi, evrim teorisiyle hücre teorisi arasındaki bağlantının temeliydi. 19. yüzyılda, Schleiden, Schwann ve Virchow adlı biyologlar, hücrenin tüm canlı varlıkların temel birimi olduğunu açıklamışlardı. 1944’te Oswald Avery, hücre çekirdeğindeki DNA’yı kalıtımın temelini oluşturan madde olarak tanımladı. Crick ve Watson’ın DNA’nın ikili sarmalını keşfetmeleri evrimin yolunu da temizledi. Darwin’deki döl çeşitlenmeleri, rastlantısal mutasyonlardan ve içsel moleküler yeniden düzenlenişlerden ortaya çıkan DNA’daki değişimlerden kaynaklanıyordu, bu değişiklikler de doğal seleksiyonun üzerinde gördüğü temeli oluşturuyordu.

Avusturyalı bir keşiş ve amatör bir botanikçi olan Gregor Johann Mendel, 1860’larda bitkilerin kalıtsal özelliklerini dikkatlice incelemiş ve genetik kalıtsallık olgusunu keşfetmişti. Çekingen ve alçakgönüllü biri olan Mendel, bulgularını tanınmış bir biyoloğa gönderdi, ama tahmin edilebileceği gibi bu biyolog Mendel’in tüm düşüncelerini hiçbir anlam taşımıyor diyerek bir kenara attı. Cesareti büyük ölçüde kırılan Mendel, düşüncelerini herkesten saklayıp bitkilerinin başına döndü. Onun devrimci çalışmaları ancak 1900’de, yani genetik biliminin gerçekten doğduğu tarihte yeniden keşfedildi. Mikroskoplardaki gelişmeler, hücrenin içini görmeyi mümkün kılmış, bu da genlerin ve kromozomların keşfine yol açmıştı. Genetik, hayatın devamlı gelişimini anlamamızı mümkün kılar. Yaşamın evrimi, kendini kopyalayan bir molekülün ortaya çıkması demekti, bu molekül yaşam formlarının özelliklerini gelecek kuşaklara iletebiliyordu. Bu mekanizma deoksiribonükleik asittir (DNA). Bu kendini üreten DNA molekülü vücudun belli bir bölgesinde yoğunlaşmaz, tersine her bitki ve hayvan hücresince içerilir.

Evrilen en yüksek tür, üç milyar yıllık bir evrimin ürünü olan insan türüdür. Yetişkin insanlar bir trilyon hücreden oluşurlar, ama gebeliğin başlangıcında yalnızca tek bir hücreli embriyo vardır. Bu nasıl oluyor? Bunun sırrı DNA’dadır. Bu tek hücrenin içinde, bir insanın inşası için gerekli genetik kodu barındıran DNA molekülü vardır. Genler tarafından taşınan genetik bilgi, kimyasal olarak kodlanmış biçimde depo edilir. Bir gen DNA’nın bir bölümüdür ve belli tipte bir protein oluşturacak bilgiyi içerir. Her hücrede bulunan genler, bitkileri ve hayvanları oluşturan tüm gerekli bilgiyi içeren organizma kısmıdır. Genlerin çoğu, proteinleri yapmak üzere hücreyi yöneten bilgiyi taşırlar. Bazı genler embriyodaki hücrelere nerede olduklarını ve bir kol olarak mı yoksa bir bacak olarak mı gelişip büyüyeceklerini söylerler. Genlerde depolanan baz dizileri canlı yaratığın ne olacağını belirler. Kalıtsal bilgi her hücrenin çekirdeğinde kromozom olarak adlandırılan gen zincirleri biçiminde depo edilir. Canlı bir elkitabı gibi, iki kromozom takımı, vücutta işin çoğunu üstlenen proteinlerin yapısının niteliğini belirleyerek, tek bir bireye tahsis edilen tüm genleri taşır.

Genlerin kimyasal bileşimi ancak 1950’lerde DNA olarak tanımlandı. 1953’te Francis Crick ve James Watson, nükleik asit molekülünün ünlü ikili sarmal modelini keşfetmeleriyle genetikte devrimci bir buluş yaptılar, bu başarılarından ötürü 1962’de Nobel ödülünü kazandılar. Bu buluş, kromozomların hücre bölünmesi sırasında nasıl kopyalandığını anlaşılabilir kıldı. DNA en basit yaşam formlarında bile bulunur: Bir virüs tek bir DNA molekülüne sahiptir. Bildiğimiz gibi tüm yaşam son tahlilde DNA’ya bağlıdır. Genetiğin keşfi ve gelişimi evrimin gizlerini gitgide çözdü. Darwin tarafından keşfedilen evrim yasaları, yeni-Darvinciliğin kurucuları olan Fisher, Haldane ve Wright’ın çalışmaları sayesinde genetikten elde ettiğimiz bilgilerle zenginleşmiştir.

Gen kalıtım birimidir. Bir organizmanın sahip olduğu tüm genler toplamına genom denir. Şu anda bilimciler, yaklaşık 100.000 adet genden oluşan insan genomundaki tüm genleri tanımlayacak bir projeyle meşguldürler. Her hücre neslinde genler kendilerini yeniden üretir; özel enzimler biçimindeki proteinler bu süreçte önemli bir rol oynar. Bu kendini yeniden üretim sayesinde genler her yeni hücre için bir kez daha oluşturulurlar. Böylece genler dolaylı olarak, tüm hücreleri inşa eden ve besleyen proteinleri üretirler. Bakteri hücrelerinden bitki ve hayvan hücrelerine; yaprak ve gövdeyi, kasları ve kemikleri, ciğerleri ve böbrekleri, ve beyin de dahil daha birçoklarını oluşturan özelleşmiş hücrelere. Her hücre ilk hücrede mevcut olanlarla aynı gen kadrosunu içerir. Her insan hücresi muhtemelen her tür insan hücresini ve bu nedenle de bütün bir insanı yapmak için gerekli genetik bilgiyi içerir*, fakat her hücrede bu bilginin yalnızca seçili bir kısmı kullanılır. Bu, çeşitli hücrelerin üretiminde ihtiyaç duyulan proteinleri kodlamak için yalnızca belli sayfaları ve hatta yalnızca belli satırları ve sözcükleri seçilen bir kılavuz kitaba benzer.

Eşeyli üremenin etkisi genleri karıştırmak ve karmaktır. İnsanlarda cinsiyet hücreleri (yumurta ya da sperm) yalnızca 23 kromozom içerir, ama bunlar kaynaştığında normal sayı olan 46 kromozomu oluştururlar. Yeni hücre, Dawkins’in sözleriyle, “anneye ait genlerle babaya ait genlerin bir mozaiği” olacaktır. İki kromozom takımı kaynaştığından, iki genin işaretlerinin farklı olması durumunda, bu takdirde bir özellik diğeri üzerinde ağır basacaktır. Meselâ kahverengi göz geni, mavi göz rengi üzerinde baskındır. Bunlar baskın ve çekinik genler olarak adlandırılırlar. Bazen melez (hibrid) bir uzlaşma ortaya çıkar. Çeşitlenmenin meydana gelmesi üreme sayesindedir. Evrimsel açıdan bu yaşamsaldır. İlkel organizmalardaki eşeysiz üreme ebeveyn hücrenin özdeş kopyalarını yapar, burada mutasyon son derece enderdir. Diğer taraftan, iki kaynaktan gelen genlerin yeni bir bileşimiyle eşeyli üreme, genetik çeşitlenme olanaklarını arttırır ve evrimin ilerleyebilme hızını ivmelendirir. Her yaşam formu genetik bilginin DNA kodunu taşır. Atamızın ortak oluşunun kanıtı, tüm canlı varlıkların hücre yapılarının benzerliğidir. Kalıtım mekanizması aynıdır, farelerin fare gibi, insanların insan gibi ve bakterilerin bakteri gibi görünmelerini belirleyen DNA’dır. Bakteri gibi bazı organizmalar yalnızca tek bir temel DNA molekülüne sahiptir, bizim ve diğer daha yüksek organizmaların hücreleriyse bir dizi ayrı DNA demetlerini (kromozomlar) barındırırlar.