Успехи генетики, в особенности популяционной, создали возможность строго количественного подхода к изучению некоторых генетических процессов, протекающих в популяциях.
В 20-е—начале 30-х годов возникла генетическая (или математическая) теория естественного отбора (Р. Фишер, Дж. Б. С. Холдейн, С. Райт), в рамках которой естественный отбор стал трактоваться как фактор, обусловливающий закономерное изменение частоты генов в популяции (подробнее см.: Provine, 1971). Первоначально генетическая теория естественного отбора по многим причинам игнорировалась биологами-эволюционистами (см.: Мауг, 1973; Галл, Конашев, 1979), но после того как Ф. Добржанский в 1937 г. показал, что генетическая теория отбора позволяет лучше и яснее понять такие традиционно трудные проблемы, как природа географических рас, она стала активно проникать в теорию эволюции и родственные с ней области биологии.
Дальнейшее развитие эволюционного учения в известном смысле можно рассматривать как «триумфальное шествие» генетической теории отбора. Благодаря усилиям биологов разных специальностей, ее пытались превратить в современную общебиологическую теорию, которая во многих работах противопоставлялась дарвиновской трактовке естественного отбора (см.: Muller, 1949; Simpson, 1949). Вера во всемогущество популяционной генетики в изучении механизмов эволюции была настолько большой, что ей одной отводили роль науки, способной изучать сам процесс эволюции (Dobzhansky, 1937).
Быть может, одна из самых крупных заслуг Шмальгаузена как эволюциониста заключалась в позитивной критике генетической теории естественного отбора. Оценивая ее, Шмальгаузен писал: «Несмотря на большое значение уже достигнутых результатов подобные исследования не вскрывают всего механизма эволюции и не дают полного объяснения его закономерностей. При таком подходе в тени остается индивидуальное развитие организмов, ведущее к реализации фенотипа... И, наконец, самое главное, в генетической теории естественного отбора не видно организма как такового с его активной борьбой за свою жизнь. Понятие борьбы за существование, лежащее в основе теории Дарвина, совершенно выпало» (1968, с. 39). В генетической теории естественного отбора игнорировались онтогенетические и экологические аспекты эволюции.