Ir tik daudz zinātnisku faktu, ka zinātnieki un pat plaša sabiedrība mūsdienu sabiedrībā uzskata par pašsaprotamu. Tomēr daudzas no šīm disciplīnām, kuras, mūsuprāt, ir veselais saprāts, vēl bija jāapspriež 1800. gados, kad Čārlzs Darvins un Alfrēds Rasels Valsa vispirms salika kopā evolūcijas teoriju dabiskā izlase. Kaut arī bija diezgan daudz pierādījumu, ko Darvins zināja, kad viņš formulēja savu teoriju, bija daudz lietu, ko mēs zinām tagad, kad Darvins nezināja.
Ģenētikavai pētījums par to, kā pazīmes tiek nodotas vecākiem pēcnācējiem, vēl nebija precizēts, kad Darvins rakstīja savu grāmatu Par sugu izcelsmi. Vairums tā laika zinātnieku bija vienisprātis, ka pēcnācēji fiziskās īpašības patiešām ieguva no vecākiem, taču nebija skaidrs, kā un kādā proporcijā. Tas bija viens no galvenajiem argumentiem, kas toreiz bija Darvina pretiniekiem pret viņa teoriju. Darvins nespēja agrās anti-evolūcijas pūļa apmierinātībai izskaidrot, kā šī mantošana notika.
Tas notika tikai 1800. gadu beigās un 1900. gadu sākumā
Gregors Mendels veica spēli mainošos darbus ar saviem zirņu augiem un kļuva pazīstams kā “ģenētikas tēvs”. Kaut arī viņa darbs bija ļoti labs, tomēr matemātisko atbalstu un bija taisnība, ka pagāja diezgan ilgs laiks, līdz kāds atzina Mendela atklājuma nozīmīgumu ģenētika.Tā kā ģenētikas joma nepastāvēja līdz 1900. gadiem, Dārvina laika zinātnieki nemeklēja molekulu, kas ģenētisko informāciju nes no paaudzes paaudzē. Kad ģenētikas disciplīna kļuva izplatītāka, daudzi cilvēki sacentās atklāt, kura molekula bija tā, kas nesa šo informāciju. Visbeidzot, tika pierādīts, ka DNS, samērā vienkārša molekula ar tikai četriem dažādiem celtniecības blokiem, patiešām ir visas ģenētiskās informācijas nesējs visai dzīvībai uz Zemes.
Darvins nezināja, ka DNS kļūt par nozīmīgu sastāvdaļu par viņa evolūcijas teoriju. Faktiski sauc par evolūcijas apakškategoriju mikroevolūcija ir pilnībā balstīts uz DNS un mehānismu, kā ģenētiskā informācija tiek nodota no vecākiem pēcnācējiem. DNS, tās formas un veidojošo elementu atklāšana ļāva izsekot šīm izmaiņām, kas laika gaitā uzkrājas, lai efektīvi virzītu evolūciju.
Vēl viens mīkla, kas sniedz pierādījumus Evolūcijas teorijas mūsdienu sintēze ir attīstības bioloģijas nozare, ko sauc par Evo-Devo. Darvins nezināja par dažādu organismu grupu līdzībām ar to, kā tie attīstās no apaugļošanās līdz pieauguša cilvēka vecumam. Šis atklājums nebija redzams tikai ilgi pēc tam, kad bija pieejami daudzi tehnoloģiju sasniegumi, piemēram, ar lieljaudas mikroskopiem, un tika pilnveidoti in vitro testi un laboratorijas procedūras.
Mūsdienās zinātnieki var izpētīt un analizēt, kā mainās vienšūnas zigota, pamatojoties uz norādēm no DNS un vides. Viņi spēj izsekot dažādu sugu līdzībām un atšķirībām un izsekot to ģenētiskajam kodam katrā olšūnas un sperma. Daudzi attīstības atskaites punkti ir ļoti vienādi starp ļoti atšķirīgām sugām un norāda uz domu, ka kaut kur uz dzīvības koka ir kopīgs priekštecis dzīvām lietām.
Pat ja Čārlzam Darvinam bija pieejams diezgan liels fosilijas kas tika atklāti līdz 1800. gadiem, kopš viņa nāves ir bijis tik daudz papildu fosilo atklājumu, kas kalpo kā svarīgs pierādījums, kas atbalsta evolūcijas teoriju. Daudzas no šīm “jaunākajām” fosilijām ir cilvēku senči kas palīdz atbalstīt Darvina ideju par cilvēku “nolaišanos caur modifikāciju”. Lai gan lielākā daļa viņa pierādījumu bija netieši, kad viņš pirmo reizi izvirzīja hipotēzi par ideju, ka cilvēki ir primāti un bija saistīti ar pērtiķiem, kopš tā laika ir konstatēts, ka daudzas fosilijas aizpilda cilvēka evolūcijas sagataves.
Kaut arī cilvēka evolūcijas ideja joprojām ir ļoti a pretrunīgi vērtētā tēma, joprojām tiek atklāts arvien vairāk pierādījumu, kas palīdz nostiprināt un pārskatīt Darvina sākotnējās idejas. Šī evolūcijas daļa, visticamāk, paliks diskutabla, līdz vai nu visi starpposma ir atrastas cilvēka evolūcijas fosilijas vai reliģija, un cilvēku reliģiskā pārliecība zaudē spēku pastāvēt. Tā kā maz ticams, ka tie notiks, cilvēka evolūcija joprojām būs neskaidra.
Vēl viens pierādījums, kas mums tagad ir nepieciešams, lai atbalstītu evolūcijas teoriju, ir tas, kā baktērijas var ātri pielāgoties, lai kļūtu izturīgas pret antibiotikām vai citām zālēm. Kaut arī ārsti un mediķi daudzās kultūrās bija izmantojuši pelējumu kā baktēriju inhibitoru, pirmais plaši izplatītais antibiotiku atklājums un lietošana, piemēram, penicilīns, notika tikai pēc Darvina nāves. Faktiski antibiotiku izrakstīšana baktēriju infekcijām nekļuva par normu līdz 1950. gadu vidum.
Tikai gadu pēc tam, kad plaši izplatītā antibiotiku lietošana kļuva izplatīta, zinātnieki saprata, ka pastāvīga antibiotiku iedarbība var izraisīt šo slimību baktērijas attīstīties un kļūst izturīgi pret inhibīciju, ko izraisa antibiotikas. Tas faktiski ir ļoti skaidrs dabiskās atlases piemērs darbībā. Antibiotikas iznīcina baktērijas, kas nav pret tām izturīgas, bet baktērijas, kas ir izturīgas pret antibiotikām, izdzīvo un plaukst. Galu galā darbosies tikai baktēriju celmi, kas ir izturīgi pret antibiotikām, vai "izdzīvo stiprākais"baktērijas ir notikušas.
Tā ir taisnība, ka Čārlzam Darvinam bija ierobežots pierādījumu daudzums, kas varētu ietilpt filoģenētikas kategorijā, taču kopš tā brīža, kad viņš pirmo reizi ierosināja evolūcijas teoriju, daudz kas ir mainījies. Carolus Linnaeus kad Darvins izpētīja savus datus, tas palīdzēja viņam formulēt savas idejas, izmantojot nosaukšanas un klasificēšanas sistēmu.
Tomēr kopš viņa atklājumiem filoģenētiskā sistēma ir krasi mainīta. Sākumā sugas tika ievietotas filoģenētiskajā dzīves kokā, pamatojoties uz līdzīgām fiziskajām īpašībām. Daudzas no šīm klasifikācijām ir mainītas, atklājot bioķīmiskos testus un DNS secību. Sugu pārkārtošanās ir ietekmējusi un nostiprinājusi evolūcijas teoriju, identificējot iepriekš izlaistās attiecības starp sugām un kad šīs sugas atdalījās no kopējās senči.