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重塑進化史：查爾斯·達爾文是如何解釋遺傳的？他的理論又遭遇了什麼挑戰？
遺傳，或稱遺傳學，是指特徵從父母傳遞到後代的過程。在無性繁殖或有性繁殖中，後代的細胞或生物都能獲得父母的遺傳信息。遺傳過程中的變異能累積並造成物種透過自然選擇進化。生物學領域中的遺傳學，就是對遺傳現象的研究。
在人類中，眼睛顏色便是遺傳特徵的一個例子：個體可能從父母其中一方繼承到「棕色眼睛特徵」。
遺傳特徵由基因控制，生物體基因組中的完整基因組合被稱為其基因型（genotype），而生物的可觀察特徵和行為的完整組合則被稱為表型（phenotype）。這些特徵是生物的基因型與環境之間相互作用的結果。因此，生物的許多表型並非都是遺傳的。
例如，皮膚的日曬影響來自於一個人的基因型與陽光的相互作用；因此日曬的顏色並不會遺傳給子女。然而，某些人在曬黑方面的容易程度因基因型的不同而異：例如，遺傳性白化病患者便完全無法曬黑，且對日曬非常敏感。
可遺傳的特徵透過DNA這種模塊來傳遞。DNA是一種長聚合物，包含四種可互換的碱基。
在細胞透過有絲分裂進行分裂之前，DNA會被複製，這樣每個結果細胞都會繼承相同的DNA序列。DNA分子中指定單一功能單元的部分被稱為基因，不同的基因則擁有不同的碱基序列。在細胞內，長的DNA分子形成緊縮結構，稱為染色體。生物體在形狀相似的染色體中從父母那兒繼承遺傳物質，其中包含獨特的DNA序列組合，這些序列編碼不同的基因。
如果某一特定位置的DNA序列在不同個體之間有所不同，那麼這些不同形式的序列就被稱為等位基因（alleles）。隨著突變的產生，DNA序列可能發生變化，進而產生新的等位基因。如果突變出現在一個基因內，新的等位基因可能會影響該基因所控制的特徵，從而改變生物的表型。
然而，這種等位基因與特徵之間的簡單對應關係在很多情況下並不成立，大多數特徵是由多個相互作用的基因控制的。近年來的研究調查了表觀遺傳現象，即一些變異不依賴於DNA分子本身，並可能對遺傳產生重要影響。這些現象被歸類為表觀遺傳遺傳系統，可能獨立於基因自行演變，而這一領域的研究現在仍在進行中，正吸引著越來越多的關注。
最新的研究證實了許多表觀遺傳基地系統的存在，包括染色體的DNA甲基化、基因沉默以及蛋白質構象的三維結構等。
除了這些微觀的遺傳機制，遺傳還可能發生在更大範疇的生態環境中。所謂的生態遺傳是指生物在生活環境中的活動反覆得出的一種遺產，這樣便會對後續世代的選擇規則產生影響。後代繼承了基因以及祖先所產生的環境特徵。文化特徵的遺傳、群體遺傳及共生現象等也提供了遺傳的不同面向。這些遺傳形式超市基因的影響被廣泛地歸納在多層次或階層選擇的主題下，在進化科學的歷史中這些觀點圍繞著重大爭論。
與進化理論的關係
查爾斯·達爾文在1859年提出進化理論時，其一大挑戰在於缺乏一個關於遺傳的潛在機制。最初，達爾文相信混合遺傳和獲得性狀的遺傳（泛生源）並共存。混合遺傳會導致部分族群在短短幾代內變得十分同質，從而消除了自然選擇作用下的變異。因此，達爾文在其生物學著作的較晚些版本中，借鑑了拉馬克的一些理論。他的主要方法在於描述遺傳如何運作（觀察到一些特徵可能從父母未表現的狀況中繼承過來，有些特徵可能是性別遺傳的等），而非建議具體的機制。
達爾文的遺傳模型隨後被他的表兄弗朗西斯·高登修訂，後者為生物統計學派的遺傳學奠定了基礎。高登未發現達爾文的泛生源模型中的任何支持證據，這一模型依賴於獲得性狀的假設。到了1880年代，奧古斯特·韋斯曼剪掉許多代小鼠的尾巴卻發現，後代依然會長出尾巴，進一步揭示了獲得性狀的遺傳幾乎是毫無意義的。
遺傳學的研究歷程始於古代社會，早期的科學家如希波克拉底和亞里士多德對此有過不同的見解，直至18世紀形成了兩種相對的學說：胚胎生成論與預形成論。隨後在19世紀細胞理論的提出妨礙了預形成論的主流影響，進而引發了對遺傳和進化的更深理解。
1890年代，格里高爾·孟德爾以其對豌豆植物的實驗，為近代基因學的奠基。
至今，由於突變、基因重組和自然選擇等多重因素的相互作用，進化論中的遺傳概念不斷深化，並在基因遺傳及其影響元素中形成更為精細的研究結構。隨著表觀遺傳學的崛起，科學界將目光投向了更複雜與奇妙的遺傳運行機制，而這些機制是否改寫了我們長久以來對於「遺傳」的理解？
