أدت بحوث القسّ الكاثوليكي غريغور ماندل، التي أنجزها في حديقة دير بين خمسينات القرن التاسع عشر وستيناته، إلى ولادة علم جديد: الجينات Genes. لم يحدث ذلك فوراً. ونُسيت أعماله لأكثر من 40 سنة بعد نشرها. وأُعيد اكتشافها في القرن 20. وبعد نشر كتاب تشارلز داروين «أصل الأنواع»، مال رأي علماء البيولوجيا للقول بأن الأنواع الحيّة، جاءت في سياق من التطوّر. فاز داروين بتلك المعركة. لكنه لم يحرز انتصاراً مُشابهاً بالنسبة إلى مفهوم «الانتقاء الطبيعي» Natural Selection. ولم يؤيده فيه كثيرون. ويرجع ذلك إلى أنه لم يتوصل إلى تفسير مُناسب لتلك العملية على مستوى الخلايا الحيّة وعملها. وبدلاً من ذلك، ظهر تفسير مُغاير فسّر التباين بين الأنواع بحصول طفرات Mutations، بمعنى حدوث تغييرات فجائية في خلايا التكاثر، أدّت إلى ظهور أنواع جديدة في الأجيال التالية. وفي المقابل، أعطت أعمال ماندل، عندما أُعيد اكتشافها، دليلاً على أن «العناصر» الوراثية تنقل في حِزَم صغيرة من جيل إلى آخر. وشجّع ذلك الاعتقاد القائل إن التطوّر يحدث بفضل تغيّرات في تلك العناصر، بأكثر مما ينجم من الضغوط الخارجية لعملية الانتقاء. «حديث» الخلايا عن التزاوج حتى قبل إعادة اكتشاف أعمال ماندل، حدثت مجموعة من الاكتشافات المهمّة بالنسبة للمادة المتصلة بالتكاثر الجنسي. ففي أواخر السبعينات من القرن التاسع عشر، اشتغل عالم الحيوانات الألماني أوسكار هرتويغ على قنافذ البحر. واكتشف أن تلاقحها يتضمن اندماج نواة من الحيوان المنوي مع بويضة أُنثاها. وبعدها، تحصل سلسلة عمليات انقسام في الخلية المُلقّحة، ما يؤدي إلى تكاثرها، مع تكوّن الجنين تدريجياً. وفي عام 1879، لاحظ عالم تشريح ألماني، وولتر فليمنغ، وجود خيوط في نواة الخلية، عُرفت لاحقاً باسم «كروموزوم» Chromosome. وفي عام 1903، بعد إعادة اكتشاف أعمال غريغور ماندل، برهن البيولوجي الأميركي والتر سوتون، أن الكروموزومات تصطف أزواجاً في نواة الخلية. ونظر إلى «عناصر الوراثة» عند ماندل، باعتبارها جزءاً من الكروموزوم، مُعتبراً أن عملية التلقيح تؤدي إلى خلط تلك العناصر وتمازجها، ثم إعادة انتقائها عشوائياً. وفي عام 1909، صاغ عالم النبات الدنماركي، ويلهام لودفينغ جوهانسون، مصطلح جين Gene، للإشارة إلى عناصر الوراثة في الخلية. وخلال عقدين تاليين، تبلور في البيولوجيا فرع جديد اسمه علم الجينات، الذي شهد تطوّراً سريعاً ومذهلاً. ولوحِظَ سريعاً أن جينات الخلايا ترتصف في أزواج متراصة، لكن عدد تلك الأزواج يتفاوت بين الأنواع الحيّة. وييلغ العدد 23 زوجاً في الكائن الإنساني. وفي الأنواع التي تتكاثر جنسياً، ينفصل زوج الكوروموزوم المعني بالتكاثر الجنسي، منذ لحظة التلقيح، ليؤلف الخلايا الجنسية، أي الحيوان المنوي والبويضة. تتضمن هذه العملية تمازجاً قوياً بين العناصر الوراثية، إلى حدّ أن البعض يصفها ب «رقصة الكروموزومات». وتؤدي هذه «الرقصة» إعادة الترتيب العشوائية التي تحصل للكروموزومات وجيناتها، بعد تفكيكها. وتظهر كروموزومات جديدة، بمكوّنات جينية جديدة، منها الكروموزومات التي تؤلف الخلايا الجنسية، أي الحيوان المنوي والبويضة. ويضمن هذا التمازج العشوائي لكل فرد هوية جينية مميزة، في ما عدا حال التوائم المتطابقة جينياً. وعند الإنسان، يولّد التمازج بويضة مُلقّحة تحتوي 23 زوجاً من الكروموزومات، نصفها من الذكر والنصف الآخر من الأنثى. ويعتمد التركيب الوراثي للجنين على الجينات التي تنتقل من الأبوين. وتتكفّل عشوائية التمازج بجعل التكاثر الجنسي أداة قويّة في تجديد الصفات الوراثية (المحمولة في الجينات) وإعادة توزيعها، عند انتقال العناصر الوراثية من جيل إلى جيل. ومن الجلي أن ذلك التمازج يضمن أيضاً تنوعاً متجدّداً في أفراد الجيل التالي من النوع نفسه، ما يشكل المادة الخام لعملية الانتقاء الطبيعي.
