Trước thế kỷ XVIII, hầu hết mọi người tin rằng các loài động thực vật bất biến theo thời gian - một quan niệm mà ngày nay gọi là thuyết bản chất. Tư tưởng này vấp phải thách thức vì hai sự biến chuyển: phong trào trí thức Khai sáng (kh.1715-1800) và Cách mạng Công nghiệp (1760-1840).

Phong trào Khai sáng ghi dấu bởi sự tiến bộ khoa học và sự gia tăng nghi vấn về tính chính thống tôn giáo, như việc cho rằng Chúa tạo ra Trái Đất và mọi sinh vật trong bảy ngày. Sau đó, khi Cách mạng Công nghiệp tăng tốc, kênh đào, đường sắt, hầm và mỏ cắt qua các tầng đá đã làm lộ ra hàng ngàn hóa thạch, chủ yếu là các loài động thực vật không còn tồn tại. Những hóa thạch này gợi ra rằng sự sống đã bắt đầu từ lâu trước ngày sáng tạo được chấp nhận rộng rãi là năm 4400 TCN.

Mẫu hóa thạch đầu tiên của xà cảnh long có khớp - Plesiosaurus dolichodeirus - được Mary Anning phát hiện năm 1823 ở Dorset, Anh. Ảnh trong sách Sinh thái học - Khái lược những tư tưởng lớn.

Sự thích nghi của động vật

Cuối thập niên 1700, nhà khoa học người Pháp Georges-Louis Leclerc, Bá tước xứ Buffon, đã làm phật ý các giới chức của Giáo hội khi quả quyết rằng Trái Đất già hơn nhiều so với những gì Kinh Thánh gợi ra. Ông tin rằng Trái Đất được hình thành từ vật chất nóng chảy, văng ra khỏi Mặt Trời vì va đập với một ngôi sao chổi, phải mất 70.000 năm mới nguội (con số quá thấp so với tuổi thật của Trái Đất). Khi Trái Đất đã nguội, các sinh vật xuất hiện, chết đi, và cuối cùng bị thay thế bởi tổ tiên của những loài được biết đến ngày nay.

Nhận thấy những tương đồng giữa các loài động vật như sư tử, hổ và mèo, Buffon suy luận rằng 200 loài bốn chân đã tiến hóa từ chỉ 38 loài tổ tiên. Ông cũng tin rằng những thay đổi về hình dáng và kích thước cơ thể ở các loài tương tự nhau đã xảy ra nhằm đáp ứng với việc sinh sống trong những môi trường khác nhau.

Năm 1800, nhà tự nhiên học người Pháp Jean-Baptiste Lamarck còn tiến xa hơn. Trong một bài giảng tại Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên ở Paris, ông cho rằng các tính trạng mà sinh vật có được trong vòng đời của nó có thể được con cháu của sinh vật đó kế thừa, và rằng việc tích lũy những thay đổi như vậy qua nhiều thế hệ có thể làm biến đổi hoàn toàn giải phẫu của một loài động vật.

Lamarck viết vài cuốn sách, trong đó ông triển khai ý tưởng về sự biến đổi. Chẳng hạn, ông cho rằng việc sử dụng hay không sử dụng các bộ phận cơ thể dần dần khiến những cơ quan này ở loài trở nên mạnh hơn, yếu đi, to lên hay bé đi. Ví dụ, tổ tiên của chuột chũi có lẽ có thị lực tốt, nhưng trải qua các thế hệ, thị lực của chuột chũi đã suy giảm vì chúng không cần thị giác khi đào hang dưới đất. Tương tự, hươu cao cổ dần phát triển chiếc cổ dài hơn để có thể với tới những lá cây mọc tít trên cao.

Những động lực của tiến hóa

Các ý tưởng của Lamarck về tính trạng kế thừa tập nhiễm là một phần của thuyết tiến hóa sơ khai rộng hơn. Ông cũng tin rằng những dạng sống sớm nhất, đơn giản nhất đã xuất hiện trực tiếp từ vật chất vô sinh. Lamarck đã xác định được hai “động lực sự sống” chính yếu thúc đẩy sự thay đổi có ý nghĩa tiến hóa.

Ông tin rằng một trong hai động lực đã khiến các sinh vật phát triển từ dạng đơn giản sang dạng phức tạp hơn trên “thang” tiến hóa. Động lực còn lại, thông qua thừa kế các tính trạng có được, giúp các sinh vật thích nghi tốt hơn với môi trường của chúng. Khi Charles Darwin phát triển thuyết tiến hóa bằng chọn lọc tự nhiên, ông đã gạt bỏ nhiều ý tưởng của Lamarck, nhưng cả hai có cùng niềm tin rằng sự sống phức tạp đã tiến hóa qua một khoảng thời gian hết sức dài.