Еволюция и история на живота на Земята
унаследяването
Доказателствата са поразителни, че целият живот на Земята се е развил от обикновени предци в непрекъсната верига от своето възникване. Принципът на еволюцията на Дарвин се обобщава от следните факти. Целият живот има тенденция да се увеличава: повече организми са заченати, родени, излюпени, покълнали от семена, покълнали от спори или произведени чрез клетъчно деление (или по друг начин), отколкото евентуално могат да оцелеят. Всеки така произведен организъм варира, макар и малко, по някакъв измерим начин от своите роднини. Във всяка дадена среда във всеки даден момент тези варианти, които са най-подходящи за тази среда, са склонни да оставят повече потомство от останалите. Потомството прилича на техните предци. Различните организми ще оставят потомство като себе си. Следователно организмите ще се разминават с предците си с времето. Терминът естествен подбор е съкратен, за да се каже, че всички организми не оцеляват, за да оставят потомство с еднаква вероятност. Живите днес са подбрани по отношение на подобни, които никога не са оцелели или прераждани. Всички организми на Земята днес са еднакво еволюирали, тъй като всички споделят едни и същи древни оригинални предци, които са били изправени пред безброй заплахи за своето оцеляване. Всички съществуват от преди около 3,7 милиарда до 3,5 милиарда години по време на Архийския еон (преди 4 милиарда до 2,5 милиарда години), продукти на големия еволюционен процес с неговите идентични молекулярни биологични основи. Тъй като околната среда на Земята е толкова разнообразна, конкретните детайли от еволюционната история на всеки организъм се различават от тези на друг вид, въпреки химическите сходства.
Конвергенция
Навсякъде околната среда на Земята е разнородна. Планините, океаните и пустините страдат от крайни температури, влажност и наличие на вода. Всички екосистеми съдържат разнообразни микроекологични среди: океанични изтощени източници на кислород, почви, богати на сулфид или амоняк, минерални отклонения с високо съдържание на радиоактивност или кипящи органични извори, например. Освен тези физически фактори, средата на всеки организъм включва и другите организми в неговото обкръжение. За всяко състояние на околната среда има съответна екологична ниша. Разнообразието от екологични ниши, населени на Земята, е доста забележително. Дори влажните пукнатини в гранита са пълни с бактерии, „ядещи скали“. Екологичните ниши в историята на живота са запълнени независимо няколко пъти. Например, доста аналогичен на обикновения вълк на плацентарния бозайник е бил сумчастият вълк - тилакинът (изчезнал от 1936 г.), който е живял в Австралия; двата хищни бозайници имат поразителни прилики във физическия вид и поведението. Същата рационална форма за високоскоростно морско движение се развива независимо най-малко четири пъти: при Стеноптеригиус и други мезозойски влечуги; в риба тон, които са риба; и при делфини и тюлени, които са бозайници. Конвергентната еволюция в хидродинамична форма произтича от факта, че съществува само тесен диапазон от решения на проблема с високоскоростното морско движение от големи животни. Окото, светлинен рецептор, който прави изображение, се е развило независимо повече от две десетки пъти не само при животни на Земята, но при протести като диномастигота Erythropsodinium. Очевидно очните структури най-добре решават проблема с визуалния запис. Когато физиката или химията установят най-ефикасното решение на даден екологичен проблем, еволюцията в отделни линии често е насочена към подобни, почти идентични решения. Това явление е известно като конвергентна еволюция.
Спонтанно поколение
В крайна сметка животът е материален процес, възникнал от неживата материална система спонтанно - и поне веднъж в далечното минало. Как възниква животът, е разгледано по-долу. Но все още не могат да бъдат цитирани доказателства за спонтанно генериране. Спонтанното поколение, наричано още абиогенеза, хипотетичният процес, чрез който живите организми се развиват от неживата материя, трябва да бъде отхвърлен. Според тази теория парчета сирене и хляб, увити в парцали и оставени в тъмен ъгъл, се смятало, че произвеждат мишки, защото след няколко седмици мишки се появяват в парцалите. Мнозина вярваха в спонтанното поколение, защото обясняваше такива събития като личинки, рояли се върху гниещо месо.
Към 18 век стана очевидно, че растенията и животните не могат да бъдат произведени от нежив материал. Произходът на микроорганизми като дрожди и бактерии обаче не е напълно определен, докато френският химик Луи Пастьор през 19 век не доказва, че микроорганизмите се възпроизвеждат, че всички организми произхождат от съществуващи организми и че всички клетки произхождат от съществуващи клетки. Тогава какви доказателства има за най-ранния живот на Земята?
