Dünyada hayatın başladığı kabul edilen 4.6 milyar yıl önce, DNA(deoksiribonükleikasit) yaşamın hücresel metabolik aktivasyonlarını ortaya koyan genetik yapı olarak hizmet etmiştir. "Gen" terimi 1900. yıllara kadar kullanılmamasına rağmen genin fonksiyonu ile olan araştırma 1800 lü yıllarda başlamıştır. Gregor Mendel, Avusturyalı din adamı, manastırının bahçesinde yıllarca çalıştı, farklı bezelye varyetelerini melezlemiştir. Dikkatli kayıtlar tutarak, melezlerin döllerini saymış, bezelye şekli, çiçek rengi, bitki yüksekliği gibi özelliklere bakarak genlerin fenotipik ekspressiyonunu incelemiştir. Dikkatli gözlem, doğru kayıt tutarak verileri dikkatlice analiz yapmış ve her bir bitkinin erkek ve dişi ebeveynlerinin döllerine kalıtım üniteleri veya faktörlerin varlığı teorisini ortaya koymuştur. 1884 yılında Mendel öldüğü zaman çalışmasının değerini kimse bilmiyordu. Mendel'in bulduğu faktör veya kalıtım ünitelerini gen olduğu 1900 yıllara kadar anlaşılamadı. Aynı dönem içerisinde, 1809-1882, İngiliz Charles Darwin, fizikçi ve biyoloji uzmanı Erasmuz Darwin'in torunu, biyolojik bilimlerde önemli ilerlemelere neden olan bilgileri topluyordu. Darwin tıp ve din konusunu çalıştı. Cambridge'den mezun olduktan sonra kariyerini geliştirmek istiyordu. Darwin bitki ve hayvanlar üzerinde çalıştı, örnekler topladı ve yaşayan canlıların özelliklerine göre çizdi. Bu çalışmayla güney amerika kıyılarında Galapagos Adaları üzerindeki çalışmayla ünlü oldu. Darwin bu arada birçok fosil topladı ve bugünkü türlerin varlığını ortaya koyan hayvanların fosillerini buldu. Her adayı ziyaret edip türlerin karakterler yönünden varyasyon ortaya koyduğunu tespit etmiştir. İspinozlarda örneğin gaga şekli ve gaga uzunluğu güney amerika kıyılarında yaşayan türlerle adalarda yaşayan türlerin ayrılmasında yardımcı olmuştur. Darwin, çalışmalarında ortaya çıkan son türlerin öncekilerden meydana gelmesi hakkındaki teorilerini belirtti. Darwin aynı zamanda doğada oluşan seçici işlemi savundu. Buna göre güçlü özelliklere sahip türler canlı kalmaya daha çok meyilli idi. Darwin'in çalışmalarına başlangıçta cevaplar negatif idi özellikle dini liderler özellikle dünya üzerinde yaşamın ortaya çıkması yorumu hakkındaki bu fikirlerden büyük üzüntü duydular. Bununla beraber bu iki çalışma genetik ve evolusyon hakkındaki biyolojik teorilerine öncülük etmişlerdir.