Evolution ja elämän historia maan päällä
periytyvyysaste
Todisteita on ylivoimainen siitä, että koko maapallon elämä on kehittynyt yhteisistä esi-isistä yhtenäisessä ketjussa alkuperästään lähtien. Darwinin evoluutioperiaate on yhteenveto seuraavista tosiasioista. Kaikilla elämillä on taipumus kasvaa: enemmän organismeja raskaaksi syntyy, syntyy, kuoriutuu, itää itiöistä, itiöistä itää tai syntyy solujakautumalla (tai muilla keinoilla) kuin mahdollista. Jokainen näin tuotettu organismi vaihtelee, vaikkakin vähän, jollain mitattavissa olevalla tavalla sukulaisistaan. Missä tahansa ympäristössä milloin tahansa kyseiseen ympäristöön parhaiten soveltuvat variaatiot yleensä jättävät enemmän jälkeläisiä kuin muut. Jälkeläiset muistuttavat esivanhempiaan. Vaihtoehtoiset organismit jättävät jälkeläiset kuin itsensä. Siksi organismit poikkeavat esi-isistäen ajan myötä. Termi luonnollinen valinta on lyhenne sanomalla, että kaikki organismit eivät selviä jättäen jälkeläisiä samalla todennäköisyydellä. Nykyään elossa olevat on valittu suhteessa vastaaviin, jotka eivät koskaan selvinneet tai lisääntyneet. Kaikki maapallon organismit ovat nykyään yhtä kehittyneitä, koska kaikilla on samat muinaiset alkuperäis esi-isät, jotka kohtasivat lukemattomia uhkaa heidän selviytymiselleen. Kaikki ovat säilyneet noin 3,7 miljardista 3,5 miljardiin vuoteen sitten Archean Eonin aikana (4 miljardia 2,5 miljardia vuotta sitten), jotka ovat suuren evoluutioprosessin tuotteita sen identtisillä molekyylibiologisilla emäksillä. Koska maapallon ympäristö on niin vaihteleva, minkä tahansa organismin evoluutiohistorian yksityiskohdat eroavat kemiallisista yhtäläisyyksistä huolimatta muiden lajien historiasta.
lähentyminen
Maapallon ympäristö on kaikkialla heterogeeninen. Vuoret, valtameret ja aavikot kärsivät äärimmäisistä lämpötiloista, kosteudesta ja veden saatavuudesta. Kaikissa ekosysteemeissä on monenlaisia mikroympäristöjä: happea kuluttavat valtameren pilvet, sulfidi- tai ammoniakirikkaat maaperät, mineraalien paljastumat, joissa on korkea radioaktiivisuus, tai esimerkiksi kiehuvat orgaanisesti rikkaat lähteet. Näiden fyysisten tekijöiden lisäksi minkä tahansa organismin ympäristöön kuuluvat muut sen ympäristössä olevat organismit. Jokaiselle ympäristöolosuhteelle on oma ekologinen markkinarako. Maapallolla asuttujen ekologisten kapeiden monimuotoisuus on melko merkittävä. Jopa märät graniittihalkeamat ovat täynnä "kivisyöviä" bakteereja. Elämänhistorian ekologiset kapeat on täytetty itsenäisesti useita kertoja. Esimerkiksi, melko analoginen tavalliselle istukan nisäkässukulle oli Australiassa asunut marsupialinen susi, tylasiini (kuollut vuodesta 1936); kahdella peto-nisäkkäällä on silmiinpistäviä samankaltaisuuksia fyysisessä ulkonäössä ja käyttäytymisessä. Sama virtaviivainen muoto nopeaa merenkulkua varten kehittyi itsenäisesti vähintään neljä kertaa: Stenopterygiuksessa ja muissa mesozoisissa matelijoissa; tonnikalassa, joka on kalaa; ja delfiineissä ja hylkeissä, jotka ovat nisäkkäitä. Hydrodynaamisen muodon yhtenäinen kehitys johtuu siitä, että suurten eläinten suurten nopeuksien meriliikenteen ongelmaan on olemassa vain kapea ratkaisu. Silmä, kuvan muodostava valoreseptori, on kehittynyt itsenäisesti yli kaksikymmentä kertaa, ei vain eläimillä maapallolla, mutta protisteissa, kuten dinomastigote Erythropsodinium. Ilmeisesti silmäluomien rakenteet ratkaisevat parhaiten visuaalisen tallennuksen ongelman. Kun fysiikka tai kemia luo yhden tehokkaimman ratkaisun tiettyyn ekologiseen ongelmaan, evoluutio erillisillä linjoilla pyrkii usein kohti samanlaisia, lähes identtisiä ratkaisuja. Tätä ilmiötä kutsutaan lähentyväksi evoluutioksi.
Spontaani sukupolvi
Elämä on viime kädessä aineellista prosessia, joka syntyi elottomasta aineellisesta järjestelmästä spontaanisti - ja ainakin kerran kaukaisessa menneisyydessä. Alla kerrotaan kuinka elämä sai alkunsa. Mikään todiste spontaanista sukupolvesta ei kuitenkaan nyt ole mahdollista mainita. Spontaani sukupolvi, jota kutsutaan myös abiogeneesiksi, hypoteettinen prosessi, jolla elävät organismit kehittyvät elottomasta aineesta, on hylättävä. Tämän teorian mukaan rättiin käärittyjen ja pimeään nurkkaan jätettyjen juusto- ja leipäpalojen ajateltiin tuottavan hiiriä, koska useiden viikkojen jälkeen hiiret ilmestyivät rättiin. Monet uskoivat spontaaniin sukupolveen, koska se selitti sellaisia tapahtumia, joissa harakat parvivat rapistuvassa lihassa.
1800-luvulle mennessä oli käynyt selväksi, että kasveja ja eläimiä ei voitu tuottaa ei-elävällä materiaalilla. Mikro-organismien, kuten hiivan ja bakteerien, alkuperää ei kuitenkaan määritetty täysin ennen kuin ranskalainen kemisti Louis Pasteur todisti 1800-luvulla, että mikro-organismit lisääntyvät, että kaikki organismit ovat peräisin olemassa olevista organismeista ja että kaikki solut tulevat olemassa olevista soluista. Mitä todisteita maan varhaisimmasta elämästä on?
