El fijismo sostiene que las especies actualmente existentes en la tierra han sido básicamente iguales desde la Creación. Para esta teoría las especies son tal y como fueron creadas, es decir, son inmutables. Los fósiles son restos de los animales que perecieron en los diluvios bíblicos o por “caprichos” de la naturaleza. El fijismo describe la naturaleza en su totalidad como una realidad definitiva, inmutable y acabada.

El fijismo como hipótesis científica no se formalizó sino hasta mediados del siglo XVIII en la obra de Carl Nilsson Linæus (1707-1778), naturalista sueco reconocido por clasificar las especies vivas, especialmente los vegetales, y crear las bases de la taxonomía moderna.  Linneo sostenía que las especies se habían creado de forma separada e independiente y negaba la posibilidad del origen común de los seres vivos. En 1715 escribe en su obra Philosophia botanica: "Tantas especies podemos numerar como diversas formas fueron creadas al inicio".

Georges Cuvier (1769-1832), zoólogo y naturalista impulsor de la anatomía comparada y de la paleontología, fue otro de los científicos ilustres que se posicionaron a favor del fijismo.

Se puede considerar que el fijismo o creacionismo es la teoría opuesta al evolucionismo o teoría de la evolución.

Georges Louis Leclerc, conde de Buffon (1707–1788), fue un estudioso naturalista, botánico, matemático, biólogo, cosmólogo y escritor francés. En su obra Histoire Naturelle de 44 volúmenes pretendió compendiar todo el saber humano sobre el mundo natural. Buffon cuestionó la teoría de Linneo y la interpretación de textos religiosos como el Génesis. En contra de las creencias predominantes de su época postuló la existencia de “moléculas orgánicas”, entidades primitivas e incorruptibles que constituirían a todos los seres vivos y propuso un concepto de especie muy próximo al concepto biológico moderno, fundamentado en la permanencia de los caracteres a lo largo de las generaciones y en la imposibilidad de obtener descendientes fecundos entre dos especies diferentes.

Buffon propone toda una teoría sobre la generación de vida según la cual los organismos aparecen por generación espontánea como consecuencia de la acumulación de moléculas orgánicas. De manera que puede haber tantos tipos de animales y plantas como combinaciones viables de moléculas orgánicas existen en la Tierra. También especula sobre la posibilidad de un tipo original de donde habrían descendido el resto de los animales mediante transformaciones morfológicas, pero finalmente rechaza esta hipótesis basándose en la constancia de las especies e infertilidad de los híbridos.

El concepto de generación espontánea es una antigua teoría de abiogénesis, descrita por Aristóteles y profundamente arraigada por siglos, la cual defiende que puede surgir vida compleja (animal y vegetal) de manera espontánea a partir de la materia inorgánica, basada en la observación superficial de que surgen gusanos del fango, moscas de la carne podrida, organismos de los lugares húmedos, etc., lo cual muestra que la vida puede originarse continuamente a partir de los restos de materia inorgánica.

Las ideas de Buffon influyeron en publicaciones como la Enciclopedia de Diderot y en el trabajo científico de las siguientes generaciones de naturalistas como Jean-Baptiste Lamarck, Georges Cuvier y Charles Darwin.

Entre aquellos que dudaban que las especies fueran fijas y que no cambiaban estaba Erasmus Darwin (1731-1802), abuelo de Charles Darwin. Erasmus era médico, naturalista y escribía prolíficamente, con frecuencia en verso, sobre temas de botánica y zoología. Sugirió en algunas notas al pie de página, que las especies tienen conexiones históricas entre sí, que los animales pueden cambiar en respuesta a su ambiente y que su progenie puede heredar estos cambios.

Erasmus Darwin escribió varios libros, de entre los cuales el más importante es Zoonomia (1794) en donde establece sus ideas sobre evolución y sostiene que los animales pueden responder al medio y las condiciones ambientales, por ejemplo: un oso polar es un oso "común", pero al vivir en el Ártico se ha modificado y ha pasado estas modificaciones a sus crías. Estas ideas nunca fueron formuladas con claridad, pero adelantan las posturas evolucionistas de Jean-Baptiste Lamarck y pudieron tener una influencia sobre el pensamiento de su nieto.

Jean Baptiste de Monet "Caballero de Lamarck" (1744-1829) fue un naturalista francés miembro de la Academia de Ciencias. Publicó varias obras sobre botánica y zoología, en la más importante “Philosophie zoologique” (1809) expone sus ideas transformistas sobre el origen de los seres vivos. Para Lamarck la gran variedad de especies en el planeta se produjo de manera gradual y sucesiva: de las más simples a las más complejas. El transformismo de Lamarck se puede resumir de la siguiente manera:

• Todos los seres vivos provienen de organismos simples y elementales que se crearon de forma espontánea en la naturaleza (generación espontánea).
• Los individuos cambian físicamente durante su vida para adaptarse a las exigencias del medio que habitan.
• El cambio en estas especies se da por el uso y desuso de los órganos y se conoce como caracteres adquiridos, ya que es una reacción al ambiente en el que se encuentran.
• Los caracteres adquiridos son transmitidos a la siguiente generación a través de la reproducción y herencia.
• Esta sucesión de cambios muestra una tendencia hacia la complejidad y perfección de las especies.
• La historia de la Tierra es de millones de años y las transformaciones de las especies se hace de manera lenta y progresiva.

En la concepción de su teoría, Lamarck formula las siguientes leyes que le permiten explicarla:

1. Ley de uso y desuso: En todo animal el uso frecuente y sostenido de un órgano lo desarrolla poco a poco, lo agranda y le da una potencia proporcional a la duración de este uso; la falta constante de uso de un órgano lo debilita y deteriora hasta que termina por desaparecer.
2. Ley de caracteres adquiridos: Todo lo que la naturaleza ha hecho adquirir o perder a los individuos por la influencia de las circunstancias y, por tanto, por la del uso o falta de uso de cualquier órgano, lo conserva y transmite, a través de la reproducción, a la siguiente generación, siempre que los cambios adquiridos sean comunes a ambos sexos.

Para sostener sus leyes Lamarck dio muchos ejemplos de los cuales el más famoso es el de las jirafas:

La jirafa, que habita en lugares áridos y sin hierbas, se ha visto obligada a alimentarse del follaje de los árboles más altos y a esforzarse continuamente por alcanzarlo. Al cabo del tiempo y a lo largo de muchas generaciones su cuello se ha estirado y sus patas delanteras se han hecho más largas que las traseras a fin de conseguir una mayor altura.

La teoría de Lamarck no tuvo mucha aceptación, a pesar de que admitía la existencia de especies extintas, apoyada por el registro fósil, pero contribuyó de manera importante sobre la teoría de la evolución de los seres vivos. En el siglo XX surgió el neolamarquismo, teoría que busca conciliar el principio de la herencia de los caracteres adquiridos con la genética. Actualmente, la mayoría de los científicos consideran imposible que un caracter adquirido mediante el esfuerzo individual pueda alterar el ADN y ser heredado.

Charles Darwin (1809- 1882) nació en Inglaterra, estudió un par de años la carrera de medicina, la cual abandonó para ser clérigo de la Iglesia Anglicana pero tampoco se dedicó a ello. En 1831 formó parte de una expedición científica que recorrería las costas de América del Sur y algunas islas en el Pacífico a bordo de un velero llamado “Beagle”. El viaje duró cinco años y durante éste Darwin estudió sobre poblaciones y geología y pudo observar y documentar fenómenos naturales que más tarde formarían parte de sus publicaciones. En 1859, Darwin publicó su obra El Origen de las Especies donde expone su teoría de la evolución cuyo argumento central es la selección natural.

El punto de partida de Darwin sobre la evolución de los organismos por medio de la selección natural es la existencia de variaciones hereditarias, una observación que Darwin consideraba incontrovertible, aún cuando ignoraba los mecanismos de mutación que dan origen a la variación hereditaria. Otra observación es que sólo una fracción de los organismos sobrevive hasta su madurez y se reproduce,  la mayoría muere antes de dejar descendencia. Darwin sostiene que ciertas variantes hereditarias deben ser más ventajosas que otras para los organismos que las poseen, es decir, los que tienen variantes favorables tendrán una probabilidad mayor de sobrevivir y de reproducirse que los organismos carentes de ellas. Así pues, el proceso de la reproducción a través de las generaciones llevará al aumento gradual de las variantes hereditarias beneficiosas y a la eliminación de las desfavorables.

Charles Darwin no fue el primero en proponer que la diversidad de los organismos es el resultado de procesos históricos, pero su teoría marcó un giro drástico en la biología, ya que sí fue el primero en dar una larga y documentada argumentación sobre el hecho de la evolución además de plantear el mecanismo general en virtud del cual se produce.

La Selección Natural explica por qué los organismos están construidos según las demandas de su entorno, un fenómeno llamado "adaptación". La adaptación es el resultado que cabe esperar de un proceso que acumula las variaciones más favorables en la población a través de largos períodos de tiempo evolutivo.

Antes de Darwin las adaptaciones y la diversidad de los organismos se aceptaban como hechos sin explicación científica, eran atribuidas a un Creador. Darwin demostró que los organismos evolucionan; que los seres vivientes, incluyendo al hombre, descienden de antepasados muy diferentes de ellos y que las especies están relacionadas entre sí porque tienen antepasados comunes. El concepto original de Darwin y de Wallace acerca de cómo ocurre la evolución todavía sigue proporcionando el marco básico para nuestra comprensión del proceso.

Alfred Russel Wallace (1823 –1913) naturalista nacido en Gales, fue el coautor, junto con Charles Darwin, de la teoría de la Selección Natural y se considera el fundador de la Biogeografía. Wallace realizó numerosos viajes por todo el mundo  recolectando material biológico y documentando sus observaciones sobre la naturaleza.

Acerca del origen de las especies Wallace argumentó: “debe de haber algún mecanismo de transmutación de una especie en otra, que debe también explicar el origen de las mismas. Algo que debe  permitir que algunas formas, aunque sean ligeramente diferentes, sean más favorecidas sobre las más frecuentes y se conviertan, así, en las que finalmente sobrevivan, en un proceso sin fin”.

En 1858 le pidió a Charles Darwin que revisara su artículo  “Sobre la tendencia de las especies a formar variaciones indefinidamente a partir del tipo original” donde señalaba la existencia de un principio general de la naturaleza que permitía a muchas variedades sobrevivir a la especie parental y dar origen a cambios sucesivos que las hacía alejarse cada vez más del tipo original. Darwin incorporó dichas ideas a su propia teoría y juntos publicaron un par de ensayos en la revista de la Sociedad Linneana de Londres.

Las nociones más tempranas acerca de la herencia biológica giraban alrededor de la inquietud de conocer cómo se transmiten las características hereditarias de generación en generación.

La revolución en la genética se produjo cuando el concepto de mezcla fue reemplazado por el concepto de factor o unidad de la herencia. La gran contribución de Gregor Johann Mendel (1822-1884) fue demostrar que las características heredadas son llevadas en unidades discretas que se reparten por separado –se redistribuyen– en cada generación. Estas unidades discretas, que Mendel llamó elemente, son los que hoy conocemos como genes.

La hipótesis de que cada individuo lleva un par de factores para cada característica y que los miembros del par segregan, es decir, se separan durante la formación de los gametos, se conoce como primera ley de Mendel, o principio de segregación. La segunda ley de Mendel, o principio de la distribución independiente, establece que, cuando se forman los gametos, los alelos (formas alternativas de expresión que puede tener un gen) del gen para una característica dada segregan independientemente de los alelos del gen para otra característica.

La tercera ley de Mendel o principio de la independencia de caracteres establece que los caracteres o rasgos son independientes y se combinan al azar. En la transmisión de dos o más caracteres, cada par de alelos que controla un carácter se transmite de manera independiente de cualquier otro par de alelos que controlen otro caracter en la segunda generación, combinándose de todos los modos posibles.

Las mutaciones son cambios abruptos en el genotipo. Son la fuente primaria de las variantes genéticas estudiadas por Mendel. Diferentes mutaciones en un gen único incrementan la diversidad de alelos de ese gen en la población. En consecuencia, la mutación aporta la variabilidad existente entre los organismos, que es la materia prima para la evolución.

Las investigaciones realizadas por Mendel no fueron valoradas por sus colegas científicos y tuvieron que esperar mucho tiempo hasta ser “redescubiertas” hasta principios del siglo XX.

Hugo De Vries (1848-1935) fue un botánico y de los primeros genetistas en retomar la teoría de la herencia de Mendel. A finales del siglo XIX propone una nueva versión de la teoría de la evolución de Darwin, conocida como Mutacionismo. Esta teoría elimina a la selección natural como el proceso principal en la evolución. De acuerdo con De Vries y otros genetistas como William Bateson y Wilhem Johannsen hay dos tipos de variaciones en los organismos: una variación ordinaria o modificaciones que se dan en respuesta a las condiciones ambientales en las que viven y que se ven reflejadas en, por decir algunos ejemplos, el color de los ojos, el color de las flores, o variaciones en el tamaño. Éstas no tienen consecuencias últimas en la evolución, ya que no se transmiten a la siguiente generación; el otro tipo de variaciones surgen por mutación genética, esto es, alteraciones espontáneas de los genes que ocasionan grandes modificaciones en los organismos y pueden dar origen a nuevas especies: “Una nueva especie se origina de repente, es producida a partir de una especie preexistente sin ninguna preparación visible y sin transición”. Así, el mutacionismo establece que la evolución se da por mutaciones aunque estas no siempre sean ventajosas.

El mutacionismo considera que las mutaciones son el agente verdaderamente creativo del cambio orgánico a diferencia de la selección natural, dando lugar a una evolución discontinua lo cual es opuesto al gradualismo postulado por Darwin.

El mutacionismo propuesto por De Vries para explicar el origen de las especies fue rechazado por muchos naturalistas contemporáneos y también por los llamados biometristas, pero llegó a destacarse en las primeras décadas del siglo XX. Su éxito fue efímero y terminó cuando Fisher y Wright, entre otros, fundamentaron matemáticamente la evolución por selección y deriva genética (azar) a través del análisis del comportamiento genético de las poblaciones.

Según los biometristas, encabezados por el estadista y matemático inglés Karl Pearson (1857-1936), la selección natural es la causa principal de la evolución, a través de los efectos acumulativos de variaciones pequeñas y continuas que son llamadas métricas o cuantitativas, tales como las que se observan entre individuos normales como respuesta a las condiciones ambientales y que se ven reflejadas en el tamaño, la fecundidad, la longevidad, entre otros.

Para los biometristas, las mutaciones observadas por De Vries y, en general, las variaciones cualitativas que obedecen a las leyes mendelianas son anormalidades que no contribuyen a mejorar la adaptación al medio, sino que son eliminadas por selección y que  la evolución depende de la selección natural, actuando en las variaciones métricas ampliamente presentes en los organismos.

En 1930, varios genéticos teóricos entre ellos Ronald A. Fisher (1890-1962) , J. B. S. Haldane (1892-1964) y Sewall Wright (1889-1988) demostraron matemáticamente que la selección natural actuando de forma acumulativa sobre pequeñas variaciones puede producir cambios evolutivos importantes en la forma y la función de las especies. Sus trabajos de genética de poblaciones contribuyeron al rechazo del mutacionismo, y brindaron una estructura teórica para la integración de la genética de Mendel con la teoría de Darwin sobre la selección natural.

La problemática de la genética de poblaciones es la descripción y explicación de la variación genética dentro y entre poblaciones. En los años 20 del siglo XX la genética de poblaciones se establece como el núcleo teórico y componente explicativo de la evolución.

La teoría del equilibrio puntuado, también denominado equilibrio interrumpido, es una teoría del campo de la evolución biológica propuesta en 1972 por Niles Eldredge (1943- ) y Stephen Jay Gould (1941- 2002) con relación al ritmo al que evolucionan las especies.

En biología, se denomina "saltación" (del Latín, saltus) a un cambio repentino y de gran magnitud producido entre una generación y la siguiente. Se denomina "saltacionismo" a la hipótesis que se enfrenta al gradualismo darwinista y propone la saltación como mecanismo de especiación (formación de una especie nueva).

En el registro fósil se observa a menudo que las especies permanecen estables durante un tiempo para luego desaparecer o transformarse de forma aparentemente brusca. El gradualismo explica este hecho por las imperfecciones del registro geológico, mientras que según la hipótesis del equilibrio puntuado este hecho sería una consecuencia directa del modo en que las especies evolucionan. La teoría saltacionista propone que la especiación se produce sobre todo en situaciones de crisis, en poblaciones de distribución localizada y efectivo reducido.

Según Eldredge y Gould, durante la mayor parte del tiempo de existencia de una especie, ésta permanecería estable o con cambios menores (periodos de estasis), acumulándose cambio evolutivo durante el proceso de especiación, que sería una especie de revolución genética breve en términos geológicos. No se discute el carácter gradual del cambio evolutivo, sino que se niega la uniformidad de su ritmo. Las diferencias entre la "teoría sintética" y la "teoría del equilibrio puntuado" se refieren no sólo al tiempo (rápido o lento) de la evolución, sino también al modo en que ésta se despliega. Así, los neodarwinistas defienden que la evolución se desarrolla en el tiempo, básicamente, según un patrón lineal o filogenético, mientras que los puntuacionistas son partidarios de una evolución en mosaico, es decir, ramificada. La idea de los neodarwinistas es la sucesión lineal de una especie a otra; para los puntacionistas, en cambio, una especie ancestral da lugar a múltiples especies descendientes que, a su vez, o se extinguen o continúan ramificándose.

La teoría Neutral de la evolución molecular fue desarrollada en 1968 por el genetista japonés Motoo Kimura (1924 - 1994) para explicar los patrones de variación genética que hay dentro y entre especies.

De acuerdo con esta teoría, la mayor parte de la variación observada a nivel molecular no se mantiene por la selección natural de tipo darwiniano, sino que es el resultado de un balance entre la deriva génica (azar) y las mutaciones neutras o casi neutras. De esta manera, se puede decir que la mayor parte de la variación a nivel molecular ocurre de manera aleatoria y no tiene importancia adaptativa. Otra de las predicciones de la teoría neutral es que las mutaciones no se producen de manera uniforme en todas las proteínas o al interior de las mismas. Las proteínas que participan en funciones esenciales son más restringidas al cambio y sus tasas de cambio son mucho menores que las proteínas que no tienen tanta restricción funcional.

Las mutaciones que sufren los individuos en una población suelen ser, según la hipótesis neutralista, neutras o deletéreas. Si son deletéreas, son eliminadas rápidamente de la población porque sus poseedores tienen menos descendientes y por tanto no llegan a prosperar. Si las mutaciones son neutras, es decir, si los individuos que las tienen funcionan tan bien como los que no la tienen, entonces su éxito en la población depende del azar, de la deriva genética. Según Kimura, la variación genética de las poblaciones es un estado transitorio en el proceso de fluctuación de alelos neutros.

Muchos de los datos moleculares están de acuerdo con las predicciones de la teoría neutralista. La aceptación de esta teoría implica que en la evolución a nivel molecular inciden decisivamente factores distintos que los que actúan a nivel morfológico. Mientras que la primera estaría principalmente determinada por la mutación y deriva, la última lo estaría por la selección natural.

Esta teoría se origina entre los años de 1930 a 1950 en donde muchos investigadores de distintas ramas de la ciencia se involucraron. La síntesis evolutiva moderna incorpora las ideas de la evolución de Darwin y la genética de Mendel que resultó en el surgimiento de la genética de poblaciones creada por Sewall G. Wright, Ronald A. Fisher y J. B. S. Haldane.

En 1937, Theodosius Dobzhansky (1900-1975) publicó el libro Genética y el origen de las especies, donde cuenta de una manera detallada y comprensible el proceso evolutivo en términos genéticos, apoyando los argumentos teóricos con evidencias empíricas. Esta obra puede ser considerada la contribución más importante a la formulación de lo que se conoce como la teoría sintética o la teoría moderna de la evolución, que integra la selección natural darwiniana y la genética mendeliana. Es Dobzhansky quien dice la famosa frase: "en Biología nada tiene sentido, si no es a la luz de la evolución" y que define el eje fundamental de las explicaciones sobre la teoría de la evolución.

Esencialmente, la síntesis moderna introdujo la conexión entre dos descubrimientos importantes: la unidad de la evolución (los genes) con el mecanismo de la evolución (la selección). También, representa la unificación de varias ramas de la biología que anteriormente tenían poco en común, especialmente la genética, la citología, la sistemática, la botánica y la paleontología.

Algunos aspectos de la Teoría Sintética recientemente han sido puestos en tela de juicio, en parte, como resultado de nuevos avances en el conocimiento de los mecanismos genéticos producidos por los rápidos progresos en biología molecular y como resultado de nuevas evaluaciones del registro fósil. Las controversias actuales que se refieren, principalmente, al ritmo, a los mecanismos del cambio macroevolutivo y al papel desempeñado por el azar en la determinación de la dirección de la evolución, no afectan a los principios básicos de la Teoría Sintética. Sin embargo, prometen proporcionarnos una comprensión mayor que la actual acerca de los mecanismos por los cuales ocurre la evolución.