Der er så mange videnskabelige fakta, som forskere og endda offentligheden tager for givet i vores moderne samfund. Imidlertid var mange af disse discipliner, vi nu mener er sund fornuft, endnu ikke blevet drøftet i 1800-tallet, da Charles Darwin og Alfred Russel Wallace var først ved at sammensætte teorien om evolution naturlig selektion. Mens der var en hel del bevis, som Darwin vidste om, da han formulerede sin teori, var der mange ting, vi ved nu, som Darwin ikke vidste.
Genetik, eller studiet af, hvordan træk overføres fra forældre til afkom, var endnu ikke blevet udslettet, da Darwin skrev sin bog Om arternes oprindelse. Det blev aftalt af de fleste forskere i den periode, at afkom faktisk fik deres fysiske egenskaber fra deres forældre, men hvordan og i hvilke forhold var uklare. Dette var en af de vigtigste argumenter modstandere af Darwin på det tidspunkt havde mod hans teori. Darwin kunne ikke tilfredshed med den tidlige anti-evolution-skare forklare, hvordan denne arv skete.
Det var først i slutningen af 1800-tallet og begyndelsen af 1900'erne Gregor Mendel gjorde sit spil-skiftende arbejde med sine ærter planter og blev kendt som "Fader af genetik." Selvom hans arbejde var meget sundt, havde matematisk opbakning og var rigtigt, at det tog ganske lang tid for nogen at erkende betydningen af Mendels opdagelse af feltet genetik.
Da området genetik ikke eksisterede før i 1900'erne, var forskere fra Darwins tid ikke på udkig efter molekylet, der bærer genetisk information fra generation til generation. Når genetikdisciplinen blev mere udbredt, kappede mange mennesker for at finde ud af, hvilket molekyle det var, der bar denne information. Endelig blev det bevist det DNA, et relativt simpelt molekyle med kun fire forskellige byggesten, er faktisk bæreren af al genetisk information for alt liv på Jorden.
Darwin vidste ikke, at DNA ville gøre det blive en vigtig del om hans teori om evolution. Faktisk kaldes underkategorien af evolution mikroevolution er fuldstændigt baseret på DNA og mekanismen for, hvordan genetisk information videregives fra forældre til afkom. Opdagelsen af DNA, dens form og dets byggesten har gjort det muligt at spore disse ændringer, der akkumuleres over tid for effektivt at drive evolutionen.
Et andet stykke af puslespillet, der giver bevis for Moderne syntese af evolutionær teori er den gren af udviklingsbiologi, der kaldes Evo-Devo. Darwin var ikke klar over lighederne mellem grupper af forskellige organismer med, hvordan de udvikler sig fra befrugtning gennem voksenlivet. Denne opdagelse var først synlig, længe efter at mange teknologiske fremskridt var tilgængelige, såsom højdrevne mikroskoper, og in vitro-tests og laboratorieprocedurer blev perfektioneret.
Forskere i dag kan undersøge og analysere, hvordan en enkeltcellet zygote ændrer sig baseret på signaler fra DNA og miljø. De er i stand til at spore ligheder og forskelle mellem forskellige arter og spore dem tilbage til den genetiske kode i hver æg og sæd. Mange milepæle i udviklingen er de samme mellem meget forskellige arter og peger på tanken om, at der er en fælles stamfar til levende ting et eller andet sted på livets træ.
Selvom Charles Darwin havde adgang til et ganske katalog over fossiler der var blevet opdaget op gennem 1800-tallet, har der været så mange yderligere fossile opdagelser siden hans død, der tjener som et vigtigt bevis, der understøtter Evolutionsteorien. Mange af disse "nyere" fossiler er menneskelige forfædre der hjælper med at understøtte Darwins idé om "nedstigning gennem modifikation" af mennesker. Mens de fleste af hans beviser var omstændighederne, da han første gang antog, at tanken om, at mennesker var primater og var relateret til aber, har mange fossiler siden fundet at udfylde de tomme emner for menneskelig udvikling.
Mens ideen om menneskelig udvikling stadig er meget kontroversielt emne, afsløres stadig flere beviser, der hjælper med at styrke og revidere Darwins originale ideer. Denne del af evolutionen vil sandsynligvis forblive kontroversiel, indtil begge mellemled der er fundet fossiler af menneskelig evolution eller religion, og folks religiøse overbevisning ophører med eksisterer. Da det usandsynligt vil ske, vil der fortsat være usikkerhed omkring menneskelig udvikling.
Et andet bevis, vi har nu til at hjælpe med at støtte teorien om evolution, er, hvordan bakterier hurtigt kan tilpasse sig for at blive resistente over for antibiotika eller andre stoffer. Selvom læger og lægemidler i mange kulturer havde brugt skimmel som en hæmmer af bakterier, var den første udbredte opdagelse og anvendelse af antibiotika, såsom penicillin, forekom først efter, at Darwin døde. Faktisk blev ordination af antibiotika til bakterieinfektioner ikke normen før i midten af 1950'erne.
Det var først år efter, at den udbredte brug af antibiotika blev almindelig, at forskere forstod, at kontinuerlig eksponering for antibiotika kunne føre til bakterier at udvikle sig og bliver resistente over for hæmningen forårsaget af antibiotika. Dette er faktisk et meget klart eksempel på naturlig udvælgelse i handling. Antibiotika dræber alle bakterier, der ikke er resistente over for det, men bakterierne, der er resistente over for antibiotika, overlever og trives. Til sidst fungerer det kun bakteriestammer, der er resistente over for antibiotikum, eller "den stærkeste overlever"bakterier har fundet sted.
Det er sandt, at Charles Darwin havde en begrænset mængde beviser, der kunne falde inden for kategorylogenetik, men meget har ændret sig, siden han først foreslog Teori om evolution. Carolus Linné havde et navngivnings- og kategoriseringssystem på plads, da Darwin studerede sine data, hvilket hjalp ham med at formulere sine ideer.
Men siden hans opdagelser, er det fylogenetiske system ændret drastisk. Først blev arter placeret på det fylogenetiske livstræ baseret på lignende fysiske egenskaber. Mange af disse klassifikationer er blevet ændret fra opdagelsen af biokemiske tests og DNA-sekventering. Omlægningen af arter har påvirket og styrket teorien om evolution ved at identificere tidligere forpassede forhold mellem arter, og når disse arter forgrenede sig fra deres fælles forfædre.