Dördüncü devrim Gregor Mendel'in genleri keşfetmesiyle gerçekleşti. Onun çalışması 1865'de yayımlanmıştı, ama değerinin anlaşılması için 50 yıl daha geçmesi gerekecekti. Organizmaların renk, boyut, doku ve şekli gibi gözlenebilir unsurları özellik olarak bilinirler (karakteristik veya haslet diye de anılır). Darwin, birkaç belirgin mantık yürütmeden sonra, bunun bir şekilde olması gerektiği çıkarsamasını yapmıştı, ama niteliklerin ebeveynlerden çocuklara nasıl geçtiği konusunda bir fikri yoktu. Aslında, aktarım mekanizması konusunda Köken'i yazarken sürdürülen bazı araştırmalar vardı, ama o bunların farkında değildi. Bilseydi, onların Darwin'in düşünceleri üzerinde temel bir etkisi olabilirdi. 1860'lara doğru Avusturyalı rahip Gregor Mendel yetmiş yıl boyunca bezelye yetiştirdi -70.000 adet- ve her kuşakta belli bir özelliğin kaç defa oluştuğunu saydı. Bezelyeler pürüzsüz müydü ya da buruşuk muydu? Mendel'in gözlemleri bazı merak uyandıran matematiksel desenler oluşturmaya başlamıştı ve sonunda her yaşayan organizmanın içinde, organizmanın kendisinin birçok özelliğini bir şekilde belirleyen şimdi gen diye andığımız 'faktörler'in olduğuna ikna olmaya başlamıştı. Bu faktörler önceki kuşaklar dan kalıtımsal olarak geçiyor ve eşeysel türler içinde çiftler halin de oluşuyordu: biri 'baba ' (bitkinin erkek organı) ve biri de 'anne' (dişi organ) idi. Her faktör birkaç belirgin biçime yol açıyordu. Bu 'aletlerin' -genetik alternatifler- rastlantısal karışımı sayısal desenler oluşturuyordu.