На основах биогенетического закона покоится и атавизм, или возвратное унаследование, заключающееся в том, что между организмами какого-либо вида выступают формы, указывающие на более раннюю, давно пройденную ступень родового развития. Рудиментарные органы, т. е. органы, задержанные в своем развитии и не исполняющие уже более никаких функций, находятся в человеческом организме в большом числе. Мозговая железа, мозговой придаток (Hypophysis), канал щитовидной железы, щитовидная железа, червеобразный придаток кишки и так далее суть зачахшие органы, которые у низших животных отправляют важную функцию, а иногда и у человека могут вернуться к большему размеру. Кроме этих нормально выступающих у всех индивидуумов рудиментарных органов, замечается иногда возврат назад, который наблюдается только у отдельных индивидуумов или семейств… — например, лишнее число мускулов, зубов, млечных желез, реберных хрящей, хвостовых позвонков, в особенности, — сильное развитие волос на местах тела, обыкновенно лишенных волос или только очень мало ими покрытых. Что касается множественности млечных желез, то Г. Шмидт на основании исследования двенадцати человеческих зародышей привел в известность, что на известной стадии эмбрионального развития человека регулярно присутствует предрасположение ко множественности млечных желез.[22] Также рождение тройней должно быть понимаемо как физиологический возвратный шаг к пережитой форме размножения.
В противоположность возвратному унаследованию стоит унаследование прогрессивное, состоящее в том, что организм переносит на своих потомков выступающие у него новые индивидуальные свойства. Ламарк впервые признал эту тенденцию унаследования, создающую движение вперед. Он заметил, что бесконечно многообразное множество животных и растений, столь различных в своей организации и функциях, никогда не возникло бы, «если бы природа путем размножения не сделала наследственными все прогрессивные шаги развития в организации и каждое приобретенное усовершенствование». Всякое ли приобретенное или усовершенствование унаследуется — является очень спорным с тех пор, как Вейсман с успехом доказал неосновательность этого предположения. По Вейсману, только свойства, приобретенные зародышевой вариацией ткани, унаследуются, усиливаются отбором и путем кумулятивного унаследования могут образовать новую разновидность или вид.
Между явлениями унаследования особый интерес получают те, которые выступают при смешении двух различных индивидуальных или расовых типов. Вейсман видел в смешении двух типов, в амфимиксии, один из важнейших источников вариации, посредством которого естественный подбор выводит новые виды. Смешение может вести как к усилению, так и к ослаблению наследственных различий. Для видовых признаков Вейсман признает последнее, так как такие уклонения не могли бы держаться в виду больших масс нормально построенных индивидуумов. Внутри вида выравнение различий невозможно, так как в большом количестве индивидуумов невозможно скрещение всех со всеми.