Evolution og livets historie på Jorden
heritabilitet
Beviserne er overvældende, at alt liv på Jorden har udviklet sig fra fælles forfædre i en ubrudt kæde siden dens oprindelse. Darwins udviklingsprincip opsummeres af følgende fakta. Alt liv har tendens til at stige: flere organismer er undfanget, født, klekket, spiret fra frø, spiret fra sporer eller produceret ved celledeling (eller på anden måde) end muligvis overlever. Hver organisme, der er produceret på denne måde, varierer, dog lidt på en målelig måde fra sine pårørende. I ethvert givet miljø på et givet tidspunkt vil de varianter, der bedst passer til dette miljø, have en tendens til at efterlade flere afkom end de andre. Afkom ligner deres forfædre. Variantorganismer vil efterlade afkom som dem selv. Derfor vil organismer afvige fra deres forfædre med tiden. Udtrykket naturlig selektion er kortfattet for at sige, at alle organismer ikke overlever for at efterlade afkom med samme sandsynlighed. De, der lever i dag, er blevet valgt i forhold til lignende, der aldrig overlevede eller erhvervet. Alle organismer på Jorden i dag er lige så udviklet, da alle deler de samme gamle originale forfædre, som stod overfor utallige trusler om deres overlevelse. Alle er vedvarende siden for ca. 3,7 milliarder til 3,5 milliarder år siden under den arkæiske Eon (4 milliarder til 2,5 milliarder år siden), produkter fra den store evolutionære proces med dens identiske molekylære biologiske baser. Fordi Jordens miljø er så varieret, adskiller de særlige detaljer i enhver organisms evolutionshistorie sig fra dem fra en anden art på trods af kemiske ligheder.
konvergens
Overalt er Jordens miljø heterogent. Bjerge, oceaner og ørkener får ekstreme temperaturer, fugtighed og vandtilgængelighed. Alle økosystemer indeholder forskellige mikromiljøer: iltforringet oceanisk oser, sulfid- eller ammoniakrig jord, for eksempel mineraler med et højt radioaktivitetsindhold eller kogende organiske rige kilder. Ud over disse fysiske faktorer involverer enhver organisms miljø de andre organismer i dens omgivelser. For hver miljøtilstand er der en tilsvarende økologisk niche. Mangfoldigheden af økologiske nicher befolket på Jorden er ganske bemærkelsesværdig. Selv våde revner i granit er fyldt med ”klippespisende” bakterier. Økologiske nicher i livets historie er blevet fyldt uafhængigt flere gange. F.eks. Var ganske analogt med den almindelige mammale ulv en plaup-ulv, thylacinen (uddød siden 1936), der boede i Australien; de to rovpattedyr har slående ligheder i fysisk udseende og adfærd. Den samme strømlinede form til højhastigheds marine bevægelse udviklede sig uafhængigt mindst fire gange: i Stenopterygius og andre mesozoiske krybdyr; i tun, der er fisk; og i delfiner og sæler, der er pattedyr. Konvergent udvikling i hydrodynamisk form opstår fra det faktum, at der kun findes et smalt udvalg af løsninger til problemet med højhastigheds marine bevægelse fra store dyr. Øjet, en lysreceptor, der fremstiller et billede, har udviklet sig uafhængigt mere end to dusin gange ikke kun hos dyr på Jorden, men i protister som dinomastigoten Erythropsodinium. Tilsyneladende løser øjeblikkelige strukturer bedst problemet med visuel optagelse. Hvor fysik eller kemi etablerer en mest effektiv løsning på et givet økologisk problem, vil udvikling i forskellige linier ofte have tendens til lignende, næsten identiske løsninger. Dette fænomen er kendt som konvergent evolution.
Spontan generation
Livet er i sidste ende en materiel proces, der opstod spontant fra et ikke-levende materialesystem - og mindst en gang i den fjerne fortid. Hvordan livet stammer diskuteres nedenfor. Alligevel kan der ikke citeres noget bevis for spontan generation. Spontan generation, også kaldet abiogenese, den hypotetiske proces, hvormed levende organismer udvikler sig fra ikke-levende stof, skal afvises. I henhold til denne teori blev stykker ost og brød indpakket i klude og efterladt i et mørkt hjørne antaget at producere mus, for efter flere uger optrådte mus i kludene. Mange troede på spontan generation, fordi det forklarede sådanne forekomster som magger, der sværmede ved henfald af kød.
Ved 1700-tallet var det blevet åbenlyst, at planter og dyr ikke kunne produceres af ikke-levende materiale. Oprindelsen af mikroorganismer, såsom gær og bakterier, blev imidlertid ikke fuldt ud bestemt, før den franske kemiker Louis Pasteur i det 19. århundrede beviste, at mikroorganismer formerer sig, at alle organismer kommer fra eksisterende organismer, og at alle celler kommer fra eksisterende celler. Så hvilke beviser er der for det tidligste liv på Jorden?
