मुख्य लेख: आधुनिक संश्लेषण (20 वीं सदी)
1920 और 1930 के दशक में तथाकथित आधुनिक संश्लेषण ने प्राकृतिक चयन और जनसंख्या आनुवांशिकी से जुड़े हुए हैं, जो कि मण्डलियन विरासत पर आधारित है, एक एकीकृत सिद्धांत में जो आम तौर पर जीव विज्ञान की किसी भी शाखा में लागू होता है। आधुनिक संश्लेषण ने प्रजातियों में जनसंख्या में दिखाए गए पैटर्न, प्लायाटोलॉजी में जीवाश्म संक्रमण के माध्यम से और विकासशील जीव विज्ञान में जटिल सेलुलर तंत्रों को समझाया। 1953 में जेम्स वाटसन और फ्रांसिस क्रिक द्वारा डीएनए की संरचना के प्रकाशन ने विरासत के लिए एक भौतिक तंत्र का प्रदर्शन किया। [68] आनुवांशिक जीव विज्ञान ने जीनोटाइप और फेनोटाइप के बीच संबंधों की हमारी समझ में सुधार किया। प्रगतिशील पेस्टों के प्रकाशन और उपयोग के माध्यम से एक तुलनात्मक और परीक्षण योग्य रूपरेखा में गुणों के संक्रमण के मानचित्रण पर फिलाोजेनेटिक सिस्टमैटिक्स में प्रगति की गई। 1973 में, विकासवादी जीवविज्ञानी थिओडोसियस डोब्ह्हन्स्की ने लिखा है कि "जीव विज्ञान में कुछ भी विकास के प्रकाश में नहीं छोड़ता है", क्योंकि यह उन प्राकृतिक संबंधों के विरोधाभासी तथ्यों को पहले के संबंधों को प्रकाश में लाया है, जो ज्ञान के एक स्पष्ट व्याख्यात्मक शरीर में वर्णन करता है और इस ग्रह पर जीवन के बारे में कई अवलोकन तथ्यों का अनुमान लगाया गया है।

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