No obstant això, encara no es coneixia la causa de les diferències entre els membres d’una mateixa espècie i per quin mig es transmetien. (De fet, el mateix Darwin encara acceptava la tesi lamarckista de l’herència dels caràcters adquirits, encara que rebutjava el supòsit, defensat pels partidaris de la ortogènesis, de l’existència d’una tendència innata inherent als organismes que els impulsa a perfeccionar-se. No obstant això, semblava demostrat que els caràcters adquirits no són transmissibles hereditàriament, la qual cosa suposava una important llacuna en la teoria evolucionista).

Karl Wilhelm Weismann (1834-1914), Roux i altres autors mecanicistas i oposats al lamarckismo van proposar el neodarwinisme basat en la teoria del «plasma germinal» o «germoplasma», diferenciat del «soma» o cos, la funció de la qual seria la de nutrient del «germoplasma». La variabilitat i la transmissió dels caràcters es realitzaria per la reproducció sexual que uniria dos patrimonis hereditaris distints en barreges diferents. Però aquestes teoria eren encara simples supòsits teòrics, i la ciència exigia comprovacions empíriques.

En contraposició al mecanicisme biològic, van aparèixer diverses formes de vitalisme, fonamentades normalment en plantejaments filosòfics. D’Aquests corrents oposats al mecanicisme biològic, una d’elles és la que part de constatar la vida com una oposició al segon principi de la termodinàmica. En aquesta tradició se situen Bergson i la seva Evolució creadora (text en què s’oposa simultàniament al mecanicisme i al finalisme, i critica diversos aspectes de vitalisme de la seva època [Evolució creadora, p.530 i ss.]), per a qui la vida és un élan vital, un esforç o impuls creador, del qual la matèria és una mostra degradada i constitueix l’esforç que la vida ha de vèncer (veure text). Per això, Bergson també distingeix entre dues classes d’ordre: l’ordre geomètric, fisicomatemàtic o automàtic (en el que es reconeix a si mateixa la intel·ligència), i l’ordre vital. Vinculats respectivament amb l’espacialiatzació i amb la durada (veure text).

En la línia vitalista se situa també Felix Auerbach (1856-1933), qui concep la vida com un conjunt de fenòmens ectròpics, organitzatius, en oposició als degradatius o entròpics. No obstant això, aquesta caracterització de la vida com un fenomen neguentròpic (o d’entropia negativa), encara que va servir de base a concepcions més pròximes al vitalisme, en si mateixa no és vitalista, i és sostinguda per autors contemporanis, com Prigogine, per exemple, autor que, com Bergson, reclama un lloc preeminent en l’explicació científica per a la temporalitat i per a la irreversibilitat. Entre els corrents pròpiament vitalistes, que, en general, durant les primeres dècades d’aquest segle se sustentaven en l’idealisme, el romanticisme i les filosofies de la vida trobem:

1) la metafísica biologista de Hans Driesch, qui dividia la filosofia en dos grans parts: la doctrina de l’ordre (que estudia el món inorgànic), i la doctrina de la vida (que estudia el món orgànic), afirmant (en una línia semblant a la seguida per Bergson) que l’ordre inorgànic és radicalment irreductible a l’inorgànic.

2) l’organicisme de John Scott Haldane (1860-1936), basat en les teories neohegelianes de Bradley, que considerava que la ciència tracta de l’aparença ja que la realitat profunda és esperit;

3) l’emergentisme de Samuel Alexander i Conway Lloyd Morgan (1852-1936);

4) l’holisme d’Adolf Meyer-Abich, psiquiatre alemany, i de Jan Christian Smuts (1875-1950), per als qui tot l’univers és com un organisme en què es diferencien nivells, dels que l’últim és l’esperit;

5) la interpretació psicofísica d’Edward Stuart Russell (que considera que tot organisme és una unitat piscofísica dotada d’una activitat peculiar, irreductible a l’activitat fisicoquímica), que es recolza en les teories filosòfiques de Whitehead, que generalitza el concepte d’organisme a tota la realitat (també el físic és un organisme, encara que del més sota nivell).

D’altra banda, Jacob von Uexküll (1864-1944) es basava en la tesi de la Gestalt o psicologia de la forma i de supòsits epistemològics kantians de tipus teleològic: segons ell els éssers vius són organitzacions que segueixen un pla, la qual cosa suposa una finalitat, raó per la qual no poden reduir-se a simples estructures fisicoquímiques.

L’austríac Ludwig von Bertalanffy va introduir la teoria general dels sistemes a partir de la qual es va oposar tant al mecanicisme com al vitalisme. Per a ell, l’organització dels éssers vius no s’explica pel recurs a entitats no físiques, però tampoc és simplement reductible a propietats fisicoquímiques: un organisme viu és un «sistema obert» i, en tant que sistema, és un complex d’elements en interacció. Així, la noció de sistema volia superar els unilaterals punts de vista del mecanicisme i del vitalisme. No obstant això, i a pesar del gran interès de la seva teoria, el punt més feble de la concepció de Bertalanffy va ser no prendre prou en compte els nous desenvolupaments de la genètica i de la biologia molecular que van donar lloc al ja esmentat espectacular avanç de la biologia en el segle XX.

La genètica, nascuda al començament de segle amb el descobriment dels cromosomes per part de Flemming i pel redescobriment per William Bateson, el 1900, de les lleis de Mendel, aconsegueix confirmar el 1902, a través de les investigacions de Walter S.Sutton (1876-1916) i Theodor Boveri (1862-1915), que són els cromosomes de l’interior del nucli els encarregats de transmetre els caràcters hereditaris: els cromosomes es comportaven, alhora, com els factors hereditaris descoberts per Mendel, i com el «germoplasma» postulat per Weismann. Aquesta primitiva intuïció teòrica es veuria confirmada poc després pels descobriments de Thomas Hunt Morgan (1866-1945), qui a partir de 1910 demostra (La teoria del gen, 1926) que els gens constitueixen una part material (molècules proteiques) dels cromosomes, es disposen en un ordre determinat al seu interior i constitueixen el patrimoni hereditari de cada individu. A més a més Hermann J. Muller, que havia observat l’aparició de variacions en els individus d’una mateixa espècie, va demostrar la possibilitat de forçar tals variacions o canvis, que va denominar mutacions, en l’estructura genètica. Per primera vegada, hi havia una prova empírica del mecanisme de l’aparició de les variacions genètiques. Un dels dos grans interrogants que es plantejava la biologia estava començant a ser contestat empíricament. A partir de 1930-40 ja no es podia dubtar que els gens eren realment una estructura material de caràcter fisicoquímic, encarregada de la transmissió dels caràcters hereditaris. La biologia molecular, a partir sobretot del descobriment, el 1953, del model de doble hèlice de l’ADN, per part de J.D. Watson i F.H. Crick, així com per la síntesi in vitro de l’ARN per part de Severo Ochoa i de l’ADN per A. Kornberg, confirmava la relació dels àcids nuclèics amb les proteïnes, les molècules bàsiques de la vida que constitueixen el vertader material genètic. François Jacob i Jacques Monod van contribuir decisivament el 1961 a desxifrar els sistemes de transcripció de la informació genètica. A la fi dels anys 60 es va donar una passa decisiu quan Niremberg, Khorana i el mateix Crick van aconseguir determinar la forma de transmissió de la informació genètica dels àcids nuclèics a les proteïnes: es desxifrava el codi genètic i es descobria que és universal per a tots els éssers vius: un únic llenguatge comú.

El desxiframent del codi genètic ha arrumbat gairebé per complet les interpretacions vitalistes, encara que no pot dir-se que s’hagi donat, almenys encara, una total explicació de la vida reductible a fenòmens fisioquímicos, ja que encara hi ha molts elements foscos en l’interpretació, no tant de l’estructura del codi genètic, sinó del seu funcionament (com s’ha dit, es coneix bastant bé l’alfabet de la vida -el codi genètic-, però hi ha moltes llacunes en el coneixement del seu funcionament, de la seva gramàtica). D’altra banda, segueix encara sense una resposta clara el segon gran interrogant que hem assenyalat al començament, el de l’origen de la vida. En aquest sentit, també han sorgit diferents teories. Una d’elles és la defensada per Oparin o per Urey i Miller, que suggereixen la formació de compostos orgànics complexos (com els aminoàcids, que formen la part fonamental de les proteïnes) a partir de condicions prebiòtiques, és a dir, que les molècules fonamentals per a l’aparició de la vida poden formar-se sense la concurrència d’éssers vius i, per tant, les bases de la vida podrien donar-se directament en la natura inorgànica sota determinades condicions (Miller va aconseguir sintetitzar urea i diversos aminoàcids a partir d’una simple barreja d’aigua, hidrogen, metà i amoníac: els compostos que creia que formaven l’atmosfera primitiva de la terra, sotmetent la dita barreja a descàrregues elèctriques que simulaven l’acció de les radiacions solars). Altres teories sustenten la panspèrmia, és a dir, la possibilitat d’un origen extraterrestre de la vida, basant-se en el descobriment de compostos orgànics complexos existents en asteroides o en cometes. En qualsevol cas, la polèmica sobre aquesta qüestió està encara sense aclarir, i reprodueix, encara que evidentment de forma força distinta, les velles polèmiques entre els defensors i els detractors d’un origen espontani de la vida.

Des d’una altra perspectiva, és de destacar que en la biologia teòrica s’ha avançat poc en la formalització: continua ocupant un lloc molt destacat el llenguatge natural, no sols en les seves descripcions, sinó també en les seves teories (en especial el llenguatge amb marcats continguts teleològics) i existeixen encara pocs models matematitzats. Això és degut, sens dubte, a la gran complexitat dels fenòmens a estudiar i als seus components de natura històrica: evolució, ontogènesis, morfogènesis, etc., dels quals cap llenguatge formalitzat actual és encara capaç de donar compte plenament. Alguns autors consideren que la teoria de les catàstrofes de R. Thom pot arribar a convertir-se en una mena de llenguatge universal capaç d’aplicar-se a l’estudi de la complexitat dels fenòmens biològics. Actualment, l’estudi dels sistemes allunyats de l’equilibri (degut fonamentalment a Prigogine), així com els desenvolupaments derivats de la teoria del caos, estan permetent a la biologia teòrica avançar en la seva formalització.