Ewolucja i historia życia na Ziemi
Dziedziczność
Dowody są przytłaczające, że całe życie na Ziemi ewoluowało od zwykłych przodków w nieprzerwanym łańcuchu od samego początku. Zasadę ewolucji Darwina podsumowują następujące fakty. Całe życie ma tendencję do wzrostu: więcej organizmów rodzi się, rodzi, wykluwa, kiełkuje z nasion, wyrasta z zarodników lub powstaje w wyniku podziału komórek (lub w inny sposób), niż jest to w stanie przeżyć. Każdy tak wytworzony organizm różni się, choć nieznacznie, w wymierny sposób od swoich krewnych. W dowolnym środowisku w danym momencie warianty najlepiej dostosowane do tego środowiska będą miały tendencję do pozostawiania większej liczby potomstwa niż inne. Potomstwo przypomina swoich przodków. Różne organizmy pozostawiają potomstwo jak one. Dlatego organizmy z czasem odejdą od swoich przodków. Termin dobór naturalny jest skrótem od stwierdzenia, że wszystkie organizmy nie przeżyją, aby opuścić potomstwo z takim samym prawdopodobieństwem. Ci żyjący dzisiaj zostali wybrani w stosunku do podobnych, którzy nigdy nie przeżyli ani nie rozmnażali się. Wszystkie dzisiejsze organizmy na Ziemi są jednakowo ewoluowane, ponieważ wszyscy mają tych samych starożytnych przodków, którzy mieli do czynienia z niezliczonymi zagrożeniami dla ich przetrwania. Wszystkie istniały od około 3,7 miliarda do 3,5 miliarda lat temu podczas Eche Archeana (4 miliardy do 2,5 miliarda lat temu), produktów wielkiego procesu ewolucyjnego z identycznymi molekularnymi zasadami biologicznymi. Ponieważ środowisko Ziemi jest tak zróżnicowane, szczegółowe szczegóły historii ewolucji każdego organizmu różnią się od tych innych gatunków, pomimo podobieństw chemicznych.
Konwergencja
Wszędzie środowisko Ziemi jest heterogeniczne. Góry, oceany i pustynie cierpią z powodu ekstremalnych temperatur, wilgotności i dostępności wody. Wszystkie ekosystemy zawierają różnorodne mikrośrodowiska: na przykład oceany oceaniczne pozbawione tlenu, gleby bogate w siarczki lub amoniak, odsłonięcia mineralne o wysokiej zawartości radioaktywności lub wrzące źródła bogate w organiczne. Oprócz tych czynników fizycznych środowisko każdego organizmu obejmuje inne organizmy w jego otoczeniu. Dla każdego stanu środowiska istnieje odpowiednia nisza ekologiczna. Różnorodność nisz ekologicznych zaludnionych na Ziemi jest dość niezwykła. Nawet mokre pęknięcia w granicie są pełne bakterii „zjadających skały”. Nisze ekologiczne w historii życia zostały kilkakrotnie wypełnione niezależnie. Na przykład, całkiem analogiczny do zwykłego wilka łożyskowego łożyska był wilk torbacz, tylakina (wymarła od 1936 r.), Która mieszkała w Australii; dwa drapieżne ssaki mają uderzające podobieństwa w wyglądzie fizycznym i zachowaniu. Ten sam opływowy kształt dla szybkiego ruchu morskiego ewoluował niezależnie co najmniej cztery razy: u Stenopterygius i innych gadów mezozoicznych; w tuńczyku, które są rybami; oraz w delfinach i fokach, które są ssakami. Konwergentna ewolucja w postaci hydrodynamicznej wynika z faktu, że istnieje tylko wąski zakres rozwiązań problemu szybkiego ruchu morskiego przez duże zwierzęta. Oko, receptor światła, który tworzy obraz, ewoluowało niezależnie ponad dwa tuziny razy, nie tylko u zwierząt na Ziemi, ale w protistach, takich jak dinomastigota Erythropsodinium. Najwyraźniej struktury przypominające oczy najlepiej rozwiązują problem zapisu wizualnego. Tam, gdzie fizyka lub chemia ustala jedno najskuteczniejsze rozwiązanie danego problemu ekologicznego, ewolucja w odrębnych liniach często dąży do podobnych, prawie identycznych rozwiązań. Zjawisko to znane jest jako ewolucja zbieżna.
Spontaniczne generowanie
Życie jest ostatecznie procesem materialnym, który powstał spontanicznie z nieożywionego systemu materialnego - i przynajmniej raz w odległej przeszłości. Jak powstało życie omówiono poniżej. Jednak nie można obecnie przytoczyć żadnych dowodów na spontaniczne generowanie. Spontaniczne generowanie, zwane także abiogenezą, hipotetyczny proces, w którym żywe organizmy rozwijają się z materii nieożywionej, należy odrzucić. Zgodnie z tą teorią uważano, że kawałki sera i chleba owinięte w szmaty i pozostawione w ciemnym kącie produkują myszy, ponieważ po kilku tygodniach myszy pojawiły się w szmatach. Wielu wierzyło w spontaniczne generowanie, ponieważ tłumaczyło takie zdarzenia, jak robaki rojące się na rozkładającym się mięsie.
W XVIII wieku stało się oczywiste, że rośliny i zwierzęta nie mogą być wytwarzane z materiału nieożywionego. Pochodzenie mikroorganizmów, takich jak drożdże i bakterie, nie zostało jednak w pełni ustalone, dopóki francuski chemik Louis Pasteur nie udowodnił w XIX wieku, że mikroorganizmy rozmnażają się, że wszystkie organizmy pochodzą z organizmów istniejących i że wszystkie komórki pochodzą z komórek istniejących wcześniej. Jakie są zatem dowody na najwcześniejsze życie na Ziemi?
