По его поручению на стратостате «1-бис СССР» были подняты на высоту двадцати километров мушки-дрозофилы. Какой-либо заметной разницы в частоте мутаций у дрозофил, поднятых в стратосферу, и у дрозофил, наблюдаемых в лаборатории, не было замечено, но сам подход, несомненно, выглядел многообещающим.
Тогда же, в статье «Проблема прогрессивной эволюции», Кольцов заметил, что понятия «высший» и «низший», «прогрессивный» и «регрессивный», употребляемые в биологии, слишком уж антропоморфичны. При неоспоримо высоком развитии головного мозга, способного к образованию бесконечного числа условных рефлексов (чем, собственно, вид Homo sapiens и отличается от других видов животных), у человека наблюдается недоразвитие ряда физических признаков, а также сохраняются во взрослом состоянии некоторые черты строения, свойственные зародышу. Другими словами, в процессе развития живых организмов прогресс всегда сочетается с регрессом. Поэтому, считал Кольцов, родословную живого мира следует изображать не в виде древа или хвоща, а скорее по виду разветвленных мангровых зарослей, как идущих вверх, так и распространяющихся вширь.
Поразительными можно назвать предвидения Кольцова в эволюционных вопросах. В 1932 году он писал: «…Было бы неправильно думать, что в эволюции видов играли роль исключительно целесообразные особенности. Напротив, еще Дарвин отмечал, что огромное большинство признаков, которыми близкие виды отличаются друг от друга, не имеют приспособительного значения. За последнее время в связи с успехами генетики проблема накопления массы бесполезных, но и безвредных мутаций подвергается интересному математическому анализу. С. С. Четвериков и его ученики у нас, Фишер и Райт в Америке изучают математическую вероятность накопления генов, случайно (т. е., например, под влиянием радиоактивности) возникших в популяциях. При изоляции и последующем инбридинге („кровных браках“) благодаря вызывающим неравномерное размножение периодическим „волнам жизни“ такие гены могут закрепиться за расой и привести даже без участия естественного отбора к возникновению новых подвидов и видов, отличающихся друг от друга бесполезными признаками».
«В настоящее время принято считать, что современное эволюционное учение – это синтез классического дарвинизма с данными генетики, цитологии и других экспериментальных наук XX века, – писали в 1975 году Б. Л. Астауров и П. Ф. Рокицкий. – Авторами синтетической теории эволюции обычно называют Дж. Хаксли, Э. Майра и других зарубежных ученых. И очень обидно, что работы Кольцова по этому вопросу остались неизвестными за пределами Советского Союза, ибо основные идеи такого синтеза были сформулированы еще Н. К. Кольцовым и его учеником С. С. Четвериковым».
«Последние годы жизни Н. К. Кольцова, – писали Астауров и Рокицкий, – были омрачены начавшимися еще в 30-х годах нападками на некоторые фундаментальные положения современной биологии и ряда ее областей, таких, как генетика, цитология и др. Еще при жизни Кольцова начали отрицать роль хромосом в наследственности, тех хромосом, изучению которых Н. К. Кольцов посвятил значительную часть своей научной деятельности. Гены, материальная природа которых была обоснована еще работами школы Моргана и которые, по Кольцову, находились в генонемах хромосом, считали несуществующими, а само учение о гене – идеалистическим. Роль естественного отбора – основного дарвиновского фактора эволюции – отрицалась, а вместо этого выдвигалось прямое приспособление организмов к среде, т. е. принцип Ламарка, а то и внезапное „порождение видов“. Отсюда вытекало признание наследования приобретенных признаков – обывательского предрассудка, против которого так восставал всегда Н. К. Кольцов. Естественно, что, являясь самой крупной фигурой в области генетики и цитологии в СССР, Н. К. Кольцов наряду с Н. И. Вавиловым оказался в середине 30-х годов перед лицом нараставшей волны антигенетического и антидарвиновского догматизма и вместе с Н. И. Вавиловым же принял на себя главную тяжесть ее удара. Впрочем, эти удары посыпались на головы и ряда учеников Н. И. Вавилова и Н. К. Кольцова, хотя многие из них, как, например, А. С. Серебровский и М. М. Завадовский, давно уже не работали с Н. К. Кольцовым, а создали самостоятельные научные школы и в ряде случаев пошли собственными путями в науке. Но Н. К. Кольцов был лидером, и его делали ответственным за все, в том числе и за ошибки других генетиков – настоящие и мнимые.