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Acuñó el término "célula" al observar las celdillas constituyentes del corcho.
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Realizó numerosas observaciones de organismos microscópicos (actuales microorganismos)
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Enunciaron el postulado básico de la teoría celular, según el cual todos los seres vivos, plantas y animales, están formados por células, a las que consideraron las unidades vitales fundamentales.
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Publicó "El Origen de las Especies", libro donde se recoge su teoría sobre la evolución de las especies y la selección natural, conocida como "darwinismo"
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Considerado el padre de la genética moderna, en 1866 publicó los resultados de sus experimentos sobre la forma en la que se transmiten los caracteres heredables, que posteriormente dieron lugar a las tres leyes fundamentales de la herencia
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Wallace propuso en 1889, la hipótesis de que la selección natural podría dar lugar al aislamiento reproductivo de dos variedades al formarse barreras contra la hibridación, lo que podría contribuir al desarrollo de nuevas especies.
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Su contribución más significativa a la biología fue su teoría de que las leyes mendelianas de la herencia podían ser aplicadas a los cromosomas a nivel celular
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Elaboró la teoría cromosómica de la herencia, que aportó una explicación citológica a los experimentos de Mendel. Fue el precursor del uso de la mosca de vinagre en los estudios genéticos.
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En 1924, comienza a desarrollar una teoría acerca del origen de la vida, que consistía en un desarrollo constante de la evolución química de moléculas de carbono en la sopa primitiva. La teoría de Oparin fue retomada por Stanley Miller, que puso en práctica el experimento que lograba crear materia orgánica a partir de materia inorgánica.
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En 1953 propusieron el modelo de doble hélice que detalle la estructura tridimensional del ADN. Watson también describió el proceso de replicación del ADN y Crick propuso (1970) el dogma central de la biología molecular.