3. Спадковість

Еволюція організмів відбувається через зміни в спадкових ознаках. Наприклад, колір очей в людини є спадковою ознакою, яку індивід отримує від своїх батьків. Спадкові ознаки контролюються генами. Сукупність генів одного організму є його генотипом. Сукупність всіх ознак, що формують структуру і поведінку організму називається фенотипом. Ці ознаки виникають в результаті взаємодії генотипу цього організму з умовами зовнішнього середовища. Тобто не кожна фенотипова ознака організму успадковується. Наприклад, засмага зумовлена взаємодією генотипу людини із сонячним світлом, таким чином засмага не успадкується. Загалом, люди засмагають по-різному, що випливає з їхнього генотипу. Наприклад, в деяких людей присутня така спадкова ознака як альбінзім. Альбіноси не засмагають і дуже чутливі до сонячного випромінювання — вони легко отримують сонячні опіки. Спадкові ознаки передаються від одного покоління до іншого за допомогою ДНК, молекули яка кодує генетичну інформацію. ДНК є полімером, мономерами якого є чотири нуклеотиди. Послідовність нуклеотидів кодує генетичну інформацію, так само як послідовність букв в реченні визначають його зміст. Ділянки молекули ДНК, які формують функціональну одиницю називаються генами; різні гени мають різну послідовність нуклеотидів. В еукаріотичних клітинах ланцюги ДНК формують конденсовані структури, які називаються хромосоми. Місцезнаходження певного гена на генетичній карті хромосоми називається локусом. Якщо послідовність нуклеотидів ДНК локусу варіює серед індивідів, то такі різні форми послідовностей називаються алелями. Послідовність нуклеотидів ДНК може змінюватись завдяки мутаціям, які продукують нові алелі. Якщо мутація відбувається в гені, то новий алель впливає на фенотипову ознаку (фен), яку кодує цей ген, змінюючи таким чином фенотип організму. Хоч ця проста відповідність між алелем і спадковою ознакою працює в деяких випадках, більшість ознак кодується більш складно і контролюються багатьма генами, що взаємодіють між собою.Вивчення таких ознак є одним із основних завдань сучасної генетики. Спадкові ознаки можуть змінюватись не лише за рахунок змін в послідовності ДНК, але й за рахунок інших механізмів (напр., за рахунок метилювання цитозину, метилювання амінокислот гістонів тощо). Вивченням таких питань займається епігенетика.

4.Мінливість

Фенотип конкретного організму є результатом взаємодії його генотипу з умовами зовнішнього середовища. Значна частина варіації у фенотипах популяції спричинена відмінністю між генотипами її особин. Синтетична теорія еволюції визначає еволюцію як зміну цієї генетичної варіації. Частота алелю в генофонді флуктуює, в результаті чого цей алель стає більш або менш поширеним, порівняно з іншими формами цього гену. Еволюційні сили діють таким чином, що змінюють частоту алелів. Варіація зникає тоді, коли частота алелю досягає стаціонарного стану — алель або зовсім зникає з генофонду, або повністю замінює інші алелі цього гену. Варіація виникає за рахунок мутацій генетичного матеріалу, міграцій між популяціями (потік генів) і перетасування генів, внаслідок статевого розмноження. Варіація також може виникати внаслідок обміну генами між представниками різних видів, наприклад через (горизонтальне перенесення генів) в бактерій і гібридизації в рослин. Не зважаючи на постійну зміну частот алелей за рахунок цих процесів, більшість геномів є майже ідентичними в усіх особин одного виду. Однак, навіть порівняно малі зміни в генотипі можуть призвети до драматичних змін у фенотипі. Наприклад, геноми шимпанзе і людини відрізняються лише на 5 %.