达尔文主义
当今演化学绝大部分以达尔文演化论为主轴，已为当代生物学的核心思想。达尔文的演化论以天择说和地择说为理论基石。达尔文晚年将演化论加入性择，有别于天择，以强调交配竞争对于演化的重要性。天择指生物的遗传特征在自然环境的限制下，物种在生存竞争中，若某种特征性状具有优势或劣势，劣势者不利于生存而被环境淘汰，优势者得以繁殖而将优势性状遗传后代。这就是所谓“物竞天择，适者生存”。地择说则说明了同一物种受到地形障碍分隔，比如地壳大陆移动或海洋隔开的岛屿，在够长时间之后，物种产生了性状特征的差异，比如亚洲象和非洲象。
以天择的定义来说，一般中文大众经常将演化等同于进化，其实是错误的，因为性状特征的优势或劣势取决于地球当时期的客观环境，比如冰河时期的生物的厚毛皮和高体脂肪可能利于生存，但一旦到了冰期气候转温的时候，这些性状可能不利于调节体温。因此漫长时间演化，并非朝进步的方向演进，而是决定哪种性状特征是环境的“适者”。
达尔文演化论提出的当时，很可惜的是，孟德尔的遗传学发现并未受到世人注意。因此达尔文演化论的实质基础，并没有遗传科学做为支持，仅为生物现象观察的总结。直到1930年代，达尔文自然选择才孟德尔遗传学合而为一，即现代综合理论，成为当代生物演化学的完整理论。随着分子生物学的发展，演化学的内涵，从原先对“性状特征”的天择，推展为“基因”的天择。当代演化学和生物分类学，诸多物种之间的同源关系，用演化树来表示，其鉴定方式皆采取DNA定序结合统计学来建构。物种间的演化树建立为电脑数据库之后，对于其他学科甚有帮助，比如，在蛋白质体学中用以分析蛋白质之间的关系，或是利用已确知结构之物种的蛋白质，来协助建立另一物种之蛋白质结构。
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